取得这一突破的三位物理学家被授予2026年欧洲物理学奖，这是欧洲凝聚态物理领域最负盛名的荣誉之一。欧洲物理学会（EPS）凝聚态物理分会评选了约翰内斯·古腾堡-美因茨大学（JGU）的Jairo Sinova教授、Libor Šmejkal博士和Tomas Jungwirth教授，以表彰他们将交变磁性确立为与铁磁性和反铁磁性并列的一种独特的磁有序形式的工作。
“这一奖项表彰了一项挑战凝聚态物理领域最成熟范式之一的基础性发现，”美因茨大学自旋现象跨学科中心（SPICE）主任Jairo Sinova教授说。“发现一个全新的磁相隐藏了一百多年，这表明即使是成熟的科学领域仍然可能蕴含着基础性的惊喜。”
这一突破源于美因茨大学Sinova研究小组与位于布拉格的捷克科学院物理研究所Jungwirth团队多年来的合作。Šmejkal在布拉格也保留了职务，他在2016年至2024年间在美因茨大学度过了八年时间，先是攻读博士学位，随后在Sinova小组担任博士后研究员。
在此期间，Šmejkal在发展交变磁性背后的理论框架方面发挥了主导作用。通过将对对称性的高级数学方法与自旋电子学（研究如何在电子器件中使用电子自旋的学科）相结合，研究人员发现了一种以前未被识别的磁行为模式。
他们的预测很快吸引了世界各地的实验团队。对多种材料的电子特性和电输运的测量为这种新的磁性分类提供了证据。此后，交变磁性已发展成为凝聚态物理中最活跃的领域之一，研究工作在欧洲、北美和亚洲广泛展开。
第三种磁性形式改写物理学
一百多年来，物理学家通常将共线磁体分为两个基本类别：铁磁体和反铁磁体。
铁磁体具有产生净磁化的整体磁排列。这些材料对当今使用的许多磁存储技术至关重要。在常规反铁磁体中，相反的磁矩相互抵消，不留下整体磁化，并产生与铁磁体截然不同的电子行为。
交变磁性引入了令人惊讶的第三种可能性。
与反铁磁体一样，交变磁体的磁矩相互抵消，导致没有净磁化。然而，它们的电子可以表现出以前与铁磁体相关的特性。
这种不寻常的组合使得交变磁体能够支持具有强极化电子自旋的电流，同时表现出极其快速的磁动力学。这些特性可能使它们对新一代自旋电子器件具有重要价值，有望提升未来信息技术的速度和能力。
其意义远远超出了电子学领域。交变磁性代表了一类以前未被认识的物质对称性，并揭示了与现代物理学的几个主要领域之间意想不到的联系，包括拓扑现象、非常规超导性以及电子之间存在强相互作用的量子材料。
科学家如何发现交变磁性
通向这一发现的道路始于对电在磁性材料中流动的异常方式的理论研究。早期的进展之一是预测了晶体反常霍尔效应，这是一种涉及特定晶体结构中电输运的现象。
起初，这些意想不到的行为可能看起来是个别材料的不寻常特征。然而，研究人员最终认识到，它们是由涉及电子自旋对称性的更广泛原理联系在一起的。
这些材料并不是已确立的磁性行为的孤立例外，而是属于一个完全不同的磁性类别。
2022年迎来了一个重大里程碑，该团队发表了交变磁性的综合对称性分类，并确定了数百种可能表现出该特性的材料。
随后，实验物理学家使用几种互补的方法测试了这些预测。这些方法包括揭示电子在材料内部行为的角分辨光电子能谱（ARPES），以及电输运测量。
结果证实了几种材料中的交变磁行为，有助于在实验上确立这一新分类。
对这一发现的兴趣迅速扩大。短短几年内就发表了数百篇科学论文，交变磁性已成为国际物理会议上的重要主题。不断壮大的研究界目前正在研究其基础特性和潜在的技术应用。
发现荣获久负盛名的2026年欧洲物理学奖
欧洲物理学奖旨在表彰凝聚态物理领域的重大进展，该领域关注材料的物理特性和行为。该奖项设立于1975年，旨在表彰显著推进科学理解的发现，其中很大一部分获奖研究是在欧洲进行的。
2026年的奖项表彰了将交变磁性确立为一种新的基本共线磁有序形式的理论和实验进展。
颁奖典礼计划于2026年9月在奥地利格拉茨举行的第32届欧洲物理学会凝聚态物理分会大会（CMD32）上举行。
突破背后的科学家
Jairo Sinova教授是德国约翰内斯·古腾堡-美因茨大学的物理学教授，也是该校自旋现象跨学科中心的主任。他的研究致力于磁学、自旋电子学和量子材料。
Libor Šmejkal博士在2016年至2024年于美因茨大学工作期间，进行了许多促成交变磁性被识别的关键理论工作。他目前的所属机构包括马克斯·普朗克复杂系统物理研究所、马克斯·普朗克固体化学物理研究所以及捷克科学院物理研究所。
Tomas Jungwirth教授隶属于捷克科学院物理研究所和诺丁汉大学。他与Sinova在美因茨的研究团队进行了广泛合作，并在确立交变磁性的理论基础方面发挥了核心作用。
他们的工作共同揭示了磁性物质一个隐藏了一个多世纪未被认识的基础特性，为量子物理和未来电子技术的研究开辟了一个全新的方向。