在东京理科大学和东北大学的实验室中，科学家们发现了一个简单而可靠的判据，可用于预测复杂合金的磁性质。晶体中重复结构单元的大小，比惯用的电子浓度更能准确地区分准晶体相关材料中不同类型的磁性。
研究人员研究了Tsai型近似晶体——一种具有嵌套原子团簇的结构，它们再现了真正准晶体的特征。在含金并含有铝或镓以及稀土元素（铽、镝、钬）的化合物中，磁行为取决于晶格参数——即重复原子节点之间的距离。
当数值大于14,72埃时，会出现“涡旋”反铁磁态：原子的磁矩排列成有序但方向相反的构型。在14,62–14,72埃的狭窄区间内，会出现具有整体磁化的涡旋铁磁性。低于这一阈值时，材料转变为自旋玻璃态——磁矩混沌冻结，没有长程有序。
此前，科学家们主要依据每个原子的价电子数。这一指标在化学组成变化时表现不稳定。新的结构判据给出了一幅统一的相图，如今它可作为寻找和制造具有特定磁性质材料的实用地图。
这一发现不仅对基础物理学具有重要意义。它开辟了通向有目的地设计量子材料的道路，在这些材料中，异常的磁态可能成为未来设备的基础——从传感器到量子计算元件。原子“房间”尺寸的丝毫变化，都会彻底改变整个原子“集体”的行为。
研究结果发表在Journal of the American Chemical Society上，并已被视为系统寻找新型磁性准晶体及其近似晶体的可靠指南。
