# แม่เหล็กทำงานอย่างไร

> แม่เหล็กติดตู้เย็น เข็มทิศ และหัวอ่านของฮาร์ดดิสก์ ล้วนทำงานด้วยสิ่งเล็ก ๆ อย่างเดียวกัน คือสปินของอิเล็กตรอน ส่วนใหญ่แล้วแม่เหล็กจิ๋วเหล่านี้หักล้างกันเอง แต่ในแม่เหล็ก พวกมันหันไปทางเดียวกัน

Interactive film: https://www.planetpast.com/stories/how-magnets-work/?lang=th  
Publisher: PlanetPast (https://www.planetpast.com/) · d => T('readPublished', l, { d: dateIn(d, l) }) 2026-10-20 · Physics, Technology

## บทนำ

### แม่เหล็กชนิดที่สาม
*บทนำ*

แรงที่เก่าแก่ การค้นพบใหม่

ทำไมเหล็กจึงติดแม่เหล็ก แต่ช้อนพลาสติกไม่ติด และทำไมเข็มทิศจึงชี้ไปทางเหนือ ปี 2026 สมาคมฟิสิกส์แห่งยุโรปมอบรางวัล Europhysics Prize ให้นักฟิสิกส์สามคน จากสิ่งที่สมาคมเรียกว่าการจัดเรียงแม่เหล็กแบบพื้นฐานชนิดที่สาม คืออัลเตอร์แมกเนติซึม (altermagnetism) จะเข้าใจว่าทำไมเรื่องนี้สำคัญ ต้องเริ่มกันตั้งแต่ต้น

![ลูกศรแต่ละอันแทนแม่เหล็กจิ๋วของอะตอมหนึ่งตัว ภาพนิ่งสร้างด้วย AI](https://assets.planetpast.com/a/79/792c6edbfd7a5fb6.jpg)

- ไฮโร ซีโนวา มหาวิทยาลัยไมนซ์
- ลีบอร์ ชเมย์กัล สถาบันมักซ์พลังค์ เดรสเดิน
- โตมาช ยุงวีร์ท สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งเช็ก

- **2**: ตระกูลที่รู้จักมาราวร้อยปี (เฟร์โร แอนติเฟร์โร)
- **3**: ตระกูลในวันนี้

บทนำ · ข่าว

#### รางวัล Europhysics Prize 2026

มหาวิทยาลัยโยฮันเนส กูเทนแบร์ก ไมนซ์ รายงานว่าแผนกสสารควบแน่นของสมาคมฟิสิกส์แห่งยุโรป มอบรางวัล Europhysics Prize ปี 2026 (มอบมาตั้งแต่ปี 1975) ให้ไฮโร ซีโนวา (ไมนซ์) ลีบอร์ ชเมย์กัล (สถาบันมักซ์พลังค์ด้านฟิสิกส์ของระบบซับซ้อนและด้านฟิสิกส์เคมีของของแข็ง และสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งเช็ก) และโตมาช ยุงวีร์ท (สถาบันฟิสิกส์ สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งเช็ก และมหาวิทยาลัยนอตทิงแฮม) จากงานเรื่องอัลเตอร์แมกเนติซึม ซึ่งมหาวิทยาลัยบรรยายว่าเป็นแม่เหล็กแนวเดียวกัน (collinear) แบบพื้นฐานชนิดที่สาม คู่กับเฟร์โรแมกเนติซึมและแอนติเฟร์โรแมกเนติซึม รางวัลประกาศเมื่อกรกฎาคม 2026 และมอบที่เมืองกราซในเดือนกันยายน ScienceDaily เผยแพร่ข่าวเมื่อ 18 ตุลาคม 2026

วิธีใช้: เลือกบทหรือกด ← → ลากเพื่อหมุน หลายช่วงมีปุ่มให้กด

อะตอม ลูกศร เส้นสนาม และผงเหล็กสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: [Johannes Gutenberg University Mainz: 2026 Europhysics Prize honors discovery of a third fundamental class of magnetism](https://press.uni-mainz.de/2026-europhysics-prize-honors-discovery-of-a-third-fundamental-class-of-magnetism/); [ScienceDaily (18 Oct 2026), from Mainz University: the Europhysics Prize for altermagnetism](https://www.sciencedaily.com/releases/2026/10/261017230035.htm)

## บทที่ I · หินที่ชี้ทิศ

### หินแม่เหล็ก
*บทที่ I · หินที่ชี้ทิศ*

หินที่ดูดเหล็ก และหันไปทางทิศเหนือ

เรื่องเริ่มจากหินก้อนหนึ่ง หินแม่เหล็ก (lodestone) คือแร่แมกนีไทต์ที่ธรรมชาติทำให้เป็นแม่เหล็ก ส่วนใหญ่น่าจะเกิดจากฟ้าผ่า มันดูดเหล็กได้ ในจีน ปี 1088 นักปราชญ์เสิ่นคั่ว (Shen Kuo) บันทึกถึงเข็มที่ถูกถูด้วยหินแม่เหล็ก เมื่อแขวนด้วยเส้นไหม เข็มจะหยุดนิ่งตามแนวเหนือ–ใต้ ไม่กี่สิบปีต่อมา จูอวี้ (Zhu Yu) บันทึกว่าชาวเรือใช้ “เข็มชี้ใต้” นำทางยามฟ้ามืด

![หินแม่เหล็กส่วนใหญ่พบใกล้ผิวดิน ซึ่งเข้ากับแนวคิดเรื่องฟ้าผ่า ภาพนิ่งสร้างด้วย AI](https://assets.planetpast.com/a/06/06c8103f185c919d.jpg)

![เข็มแม่เหล็กที่หมุนได้อิสระจะหยุดนิ่งตามแนวเหนือ–ใต้ ภาพนิ่งสร้างด้วย AI](https://assets.planetpast.com/a/3a/3a52797e5deba6d9.jpg)

- 1088: เสิ่นคั่ว บันทึกความฝันในสระน้ำ
- 1111–1117: จูอวี้: นักเดินเรือใช้เข็มกลางทะเล
- ราว 1190: อเล็กซานเดอร์ เน็กกัม อังกฤษ

บทที่ I · หินที่ชี้ทิศ

#### หินแม่เหล็กและเข็มทิศยุคแรก

หินแม่เหล็กคือแร่แมกนีไทต์ที่เป็นแม่เหล็กตามธรรมชาติ ทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดคือมันถูกทำให้เป็นแม่เหล็กด้วยสนามแรงสูงรอบสายฟ้า ซึ่งสอดคล้องกับที่มันมักพบใกล้ผิวดิน บันทึกของจีนที่ชัดเจนเรื่องแรกเกี่ยวกับเข็มแม่เหล็ก คือ “บันทึกความฝันในสระน้ำ” ของเสิ่นคั่ว ปี 1088 ส่วน “บันทึกสนทนาที่ผิงโจว” ของจูอวี้ (1111–1117) เล่าว่านักเดินเรือใช้เข็มชี้ทิศใต้ยามฟ้ามืด เป็นบันทึกชัดเจนครั้งแรกของการใช้เข็มทิศในทะเล ในยุโรป อเล็กซานเดอร์ เน็กกัม บรรยายถึงเข็มทิศราวปี 1190

อะตอม ลูกศร เส้นสนาม และผงเหล็กสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: [Wikipedia: Lodestone](https://en.wikipedia.org/wiki/Lodestone); [Wikipedia: History of the compass](https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_compass)

### โลกจิ๋ว
*บทที่ I · หินที่ชี้ทิศ*

ทำไมเข็มจึงชี้ไปทางเหนือ

แต่ทำไมเข็มจึงชี้ไปทางเหนือ ปี 1600 วิลเลียม กิลเบิร์ต แพทย์ชาวอังกฤษ ตีพิมพ์ เด มักเนเต (De Magnete) หรือ “ว่าด้วยแม่เหล็ก” เขาทำหินแม่เหล็กให้เป็นลูกกลม เป็นโลกจิ๋ว แล้วเลื่อนเข็มเล็ก ๆ ไปบนผิวของมัน เข็มชี้ไปที่ขั้วและเอียงลง ข้อสรุปของเขาคือ โลกเองเป็นแม่เหล็กขนาดยักษ์ วันนี้เรารู้แล้วว่าเพราะอะไร โลหะหลอมเหลวที่ไหลวนอยู่ในแก่นโลกชั้นนอกพากระแสไฟฟ้าไปด้วย และกระแสนั้นเองที่สร้างสนามแม่เหล็ก

![กิลเบิร์ตเรียกลูกกลมนี้ว่าเทอร์เรลลา แปลว่า “โลกน้อย” และเรียกเข็มของเขาว่าเวอร์โซเรียม ภาพนิ่งสร้างด้วย AI](https://assets.planetpast.com/a/d7/d7c4505e4abbe823.jpg)

- เขียนเป็นภาษาละติน แบ่งเป็นหกเล่ม
- การเอียงของเข็มถูกค้นพบโดยโรเบิร์ต นอร์แมน ปี 1581
- กิลเบิร์ตเป็นแพทย์ประจำพระองค์ของพระราชินีเอลิซาเบธที่ 1 ในปี 1601

![สนามที่ผิวโลกราว 97–99% มาจากแก่นโลกชั้นนอกที่เป็นของเหลว (NASA) ภาพประกอบสร้างด้วย AI](https://assets.planetpast.com/a/b6/b691e1d5a0269bc3.jpg)

- **~20,000 nT**: ที่เส้นศูนย์สูตรแม่เหล็ก
- **~65,000 nT**: ใกล้ขั้วโลก

บทที่ I · หินที่ชี้ทิศ

#### กิลเบิร์ตและไดนาโมของโลก

วิลเลียม กิลเบิร์ต (1544–1603) ต่อมาเป็นแพทย์ประจำพระองค์ของพระราชินีเอลิซาเบธที่ 1 ตีพิมพ์ เด มักเนเต ที่ลอนดอนในปี 1600 เมื่อเลื่อนเข็มเล็ก ๆ ไปบนหินแม่เหล็กทรงกลมที่เขาเรียกว่าเทอร์เรลลา เขาพบว่าเข็มชี้ไปที่ขั้วและเอียงลงแบบเดียวกับเข็มทิศ จึงสรุปว่าโลกเองคือแม่เหล็กขนาดยักษ์ NASA อธิบายว่าสนามหลักเกิดจากกระแสไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยกระบวนการไดนาโมซึ่งดำเนินต่อเนื่องเองในแก่นโลกชั้นนอกที่เป็นของเหลวนำไฟฟ้า สนามส่วนนี้คิดเป็นราว 97–99% ของสนามที่ผิวโลก ราว 20,000 นาโนเทสลาที่เส้นศูนย์สูตรแม่เหล็ก และ 65,000 นาโนเทสลาใกล้ขั้ว

ขั้วภูมิศาสตร์กับขั้วแม่เหล็กไม่ได้อยู่ตรงกันพอดี ลูกโลกสามมิติทำให้เรื่องนี้ง่ายลง

อะตอม ลูกศร เส้นสนาม และผงเหล็กสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: [NASA Goddard (D. P. Stern): William Gilbert and De Magnete](https://pwg.gsfc.nasa.gov/earthmag/DMGRev2.htm); [NASA Goddard: the core (main) magnetic field of the Earth](https://core2.gsfc.nasa.gov/terr_mag/core.html)

## บทที่ II · สนามและกระแสไฟฟ้า

### ขั้วไม่เคยมาเดี่ยว
*บทที่ II · สนามและกระแสไฟฟ้า*

แม่เหล็กทุกก้อนมีสนามที่มองไม่เห็นล้อมอยู่

แม่เหล็กทุกก้อนมีสนามแม่เหล็กล้อมรอบ คือบริเวณที่มันผลักและดูดเหล็กได้ ผงเหล็กจะเรียงตัวตามเส้นโค้งที่เรียกว่าเส้นสนามแม่เหล็ก เส้นเหล่านี้ออกจากปลายด้านหนึ่ง คือขั้วเหนือ วนโค้งไปรอบ ๆ แล้วเข้าที่ปลายอีกด้าน คือขั้วใต้ ขั้วต่างกันดูดกัน ขั้วเหมือนกันผลักกัน ขั้วแม่เหล็กไม่เคยอยู่เดี่ยว ๆ ตัดแม่เหล็กครึ่งท่อน ก็จะได้แม่เหล็กเล็กลงสองก้อน แต่ละก้อนมีทั้งขั้วเหนือและขั้วใต้ของตัวเอง ลองดูสิ

![ผงเหล็กแต่ละเม็ดกลายเป็นแม่เหล็กจิ๋ว แล้วหมุนตัวให้อยู่ตามแนวสนาม ภาพนิ่งสร้างด้วย AI](https://assets.planetpast.com/a/06/06c19677f1704b84.jpg)

- เป็นวงปิด และต่อเนื่องเข้าไปข้างในแม่เหล็ก
- อยู่ชิดกันในที่ที่สนามแรง
- ไม่ตัดกันเลย

- **0**: ขั้วเดี่ยวที่เคยพบ
- **2**: ขั้วในทุกชิ้น

บทที่ II · สนามและกระแสไฟฟ้า

#### สนามแม่เหล็กและขั้ว

ตำราฟิสิกส์ของ NCERT ระบุว่าเส้นสนามของแม่เหล็กเป็นวงปิดต่อเนื่อง ผงเหล็กที่โรยรอบแท่งแม่เหล็กแสดงให้เห็นสองขั้วของมัน และต่างจากประจุไฟฟ้า ขั้วเหนือหรือขั้วใต้แบบเดี่ยว ๆ (ขั้วแม่เหล็กเดี่ยว หรือ monopole) ไม่มีอยู่ แท่งแม่เหล็กที่หักเป็นสองท่อนจะได้แม่เหล็กสองก้อนที่คล้ายกันแต่อ่อนลงเล็กน้อย ปลายที่ชี้ทิศเหนือของแม่เหล็กที่แขวนอิสระจะชี้ไปทางทิศเหนือทางภูมิศาสตร์

อะตอม ลูกศร เส้นสนาม และผงเหล็กสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: [NCERT Physics, Class 12, chapter 5: Magnetism and Matter (PDF)](https://blog.mtg.in/wp-content/uploads/2023/05/leph105.pdf)

### เข็มของเออร์สเตด
*บทที่ II · สนามและกระแสไฟฟ้า*

ไฟฟ้ากับแม่เหล็กกลายเป็นเรื่องเดียวกัน

หลายร้อยปีที่ไฟฟ้ากับแม่เหล็กดูไม่เกี่ยวกันเลย จนวันที่ 21 เมษายน 1820 ระหว่างการบรรยายที่โคเปนเฮเกน ฮันส์ คริสเตียน เออร์สเตด เปิดกระแสไฟฟ้า แล้วเข็มทิศที่อยู่ใกล้ ๆ ก็เบนไป กระแสไฟฟ้าสร้างสนามแม่เหล็ก รอบเส้นลวดตรง เส้นสนามเป็นวงกลม เหมือนวงแหวนที่สวมรอบเส้นลวด ปิดกระแส สนามก็หายไป กลับทิศกระแส เข็มก็หันไปอีกทาง ลองกดสวิตช์ดู

![เข็มขยับน้อยมากจนผู้ฟังไม่ทันสังเกต (APS) ภาพนิ่งสร้างด้วย AI](https://assets.planetpast.com/a/9f/9ff6d17827fc7c3b.jpg)

- 21 เม.ย. 1820: เออร์สเตดเห็นเข็มขยับ
- 21 ก.ค. 1820: เขาเผยแพร่ผลในจุลสาร
- ทศวรรษ 1820: อ็องแปร์เขียนคณิตศาสตร์ของแรงระหว่างกระแส

- ไม่มีกระแส: ไม่มีสนาม
- กระแสมากขึ้น: สนามแรงขึ้น
- กลับทิศกระแส: สนามกลับทิศ

บทที่ II · สนามและกระแสไฟฟ้า

#### เออร์สเตด ปี 1820

APS News: วันที่ 21 เมษายน 1820 ระหว่างจัดเตรียมการสาธิตในการบรรยายที่โคเปนเฮเกน ฮันส์ คริสเตียน เออร์สเตด สังเกตว่าเข็มทิศเบนออกจากทิศเหนือแม่เหล็กเมื่อเขาเปิดกระแสไฟฟ้า ผลนั้นเล็กมากจนผู้ฟังไม่สังเกต เขาตีพิมพ์ผลเมื่อ 21 กรกฎาคม 1820 ไม่นานอ็องเดร-มารี อ็องแปร์ ก็สร้างกฎทางคณิตศาสตร์ของแรงแม่เหล็กระหว่างเส้นลวดที่มีกระแส ราวสิบปีต่อมา ไมเคิล ฟาราเดย์ แสดงผลกลับกัน คือสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า

อะตอม ลูกศร เส้นสนาม และผงเหล็กสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: [APS News: July 1820, Oersted and electromagnetism](https://aps.org/apsnews/2008/07/1820-oersted-electromagnetism)

### แม่เหล็กไฟฟ้า
*บทที่ II · สนามและกระแสไฟฟ้า*

ขดลวด ใส่เหล็ก แล้วเปิดสวิตช์

ม้วนลวดให้เป็นขด วงแหวนของสนามจะรวมกันเป็นสนามที่มีรูปร่างเหมือนของแท่งแม่เหล็ก สอดแกนเหล็กเข้าไปข้างใน สนามจะแรงขึ้นหลายพันเท่า ปี 1824 วิลเลียม สเตอร์เจียน สร้างแม่เหล็กไฟฟ้าแบบนี้ที่อังกฤษ มันยกของได้ราวสี่กิโลกรัม ไม่นาน ของโจเซฟ เฮนรี ก็รับน้ำหนักได้กว่าเก้าร้อยกิโลกรัม แม่เหล็กไฟฟ้าคือแม่เหล็กที่มีสวิตช์ เปิดเมื่อไร ก้อนเหล็กก็กระโดดขึ้นมา

![เครื่องแรกของสเตอร์เจียนมีลวดทองแดงเปลือยราว 18 รอบ พันบนแท่งเหล็กดัดโค้ง ภาพนิ่งสร้างด้วย AI](https://assets.planetpast.com/a/d1/d1a9c9b58388a20b.jpg)

- สเตอร์เจียน รายงานปี 1825: ~4 kg
- โจเซฟ เฮนรี ทศวรรษ 1830: 936 kg

- เครนยกเศษเหล็ก
- รีเลย์ กริ่ง และลำโพง
- ขดลวดในมอเตอร์ไฟฟ้า

บทที่ II · สนามและกระแสไฟฟ้า

#### แม่เหล็กไฟฟ้า

กระแสที่ไหลในขดลวดสร้างสนามที่รวมตัวอยู่ตามแกนของขด แกนเหล็กทำให้สนามแรงกว่าขดลวดเปล่าหลายพันเท่า และสนามหายไปเมื่อกระแสหยุด วิลเลียม สเตอร์เจียน สร้างแม่เหล็กไฟฟ้าเครื่องแรกในปี 1824 เป็นเหล็กรูปเกือกม้าพันลวดทองแดงเปลือยราว 18 รอบ ปี 1825 เขารายงานว่าแม่เหล็กหนักเจ็ดออนซ์ (ราว 200 กรัม) ยกของได้เก้าปอนด์ (ราว 4 กิโลกรัม) ตั้งแต่ปี 1830 โจเซฟ เฮนรี ใช้ลวดหุ้มไหมพันได้มากรอบขึ้นมาก แม่เหล็กของเขาเครื่องหนึ่งรับน้ำหนักได้ 2,063 ปอนด์ (936 กิโลกรัม)

อะตอม ลูกศร เส้นสนาม และผงเหล็กสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: [Wikipedia: Electromagnet (Sturgeon 1824, Henry)](https://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnet)

## บทที่ III · ภายในอะตอม

### แม่เหล็กจิ๋วอยู่ทุกที่
*บทที่ III · ภายในอะตอม*

หินแม่เหล็กไม่มีสายไฟ แล้วกระแสของมันอยู่ที่ไหน

แต่หินแม่เหล็กไม่มีสายไฟ แล้วความเป็นแม่เหล็กของมันมาจากไหน คำตอบอยู่ในอะตอม ทุกอะตอมมีอิเล็กตรอน อนุภาคจิ๋วที่มีประจุลบ อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่รอบอะตอมก็เหมือนวงกระแสไฟฟ้าขนาดจิ๋ว อิเล็กตรอนแต่ละตัวยังมีสมบัติประจำตัวที่เรียกว่าสปิน (spin) ซึ่งทำให้ตัวมันเองเป็นแท่งแม่เหล็กจิ๋ว แม่เหล็กจิ๋วแบบนี้เรียกว่าโมเมนต์แม่เหล็ก (magnetic moment)

![อิเล็กตรอนเป็นกลุ่มหมอกล้อมนิวเคลียส ซึ่งเล็กกว่าอะตอมมาก ภาพประกอบสร้างด้วย AI](https://assets.planetpast.com/a/e6/e6c235f90dbb7f06.jpg)

- การโคจรของอิเล็กตรอน
- สปินประจำตัวของอิเล็กตรอน

- ชื่อนี้มาจากประวัติศาสตร์
- สมบัติเชิงควอนตัมที่อิเล็กตรอนทุกตัวมีเสมอ เหมือนประจุ
- เมื่อวัดตามทิศหนึ่ง จะเป็น “ขึ้น” หรือ “ลง” เท่านั้น

บทที่ III · ภายในอะตอม

#### อิเล็กตรอนในฐานะแม่เหล็ก

LibreTexts: ความเป็นแม่เหล็กของโลหะและวัสดุอื่นถูกกำหนดโดยการโคจรและสปินของอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่ โมเมนต์ไดโพลแม่เหล็กของอิเล็กตรอนเกิดจากสปินประจำตัวของมัน ในแบบจำลองสามมิติ ลูกศรใหญ่ที่ผ่านวงโคจรแสดงโมเมนต์จากการโคจร ส่วนลูกศรเล็กบนอิเล็กตรอนแสดงสปิน

อิเล็กตรอนไม่ได้โคจรเป็นวงกลมเรียบร้อยจริง ๆ วงโคจรเป็นภาพเพื่อการสอน

อะตอม ลูกศร เส้นสนาม และผงเหล็กสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: [LibreTexts Chemistry: magnetic properties of materials](https://chem.libretexts.org/Courses/Saint_Marys_College_Notre_Dame_IN/CHEM_431%3A_Inorganic_Chemistry_%28Haas%29/CHEM_431_Readings/14%3A_Magnetism/14.02%3A_Magnetic_Properties_of_Materials)

### ทำไมของส่วนใหญ่ไม่เป็นแม่เหล็ก
*บทที่ III · ภายในอะตอม*

อิเล็กตรอนชอบจับคู่ หันหลังชนกัน

ถ้าอิเล็กตรอนทุกตัวเป็นแม่เหล็ก ทำไมทุกสิ่งไม่เป็นแม่เหล็ก เพราะปกติอิเล็กตรอนอยู่กันเป็นคู่ โดยสปินชี้ไปทางตรงข้ามกัน แม่เหล็กจิ๋วทั้งสองจึงหักล้างกัน ในน้ำ ไม้ หรือพลาสติก อิเล็กตรอนแทบทุกตัวมีคู่ ของพวกนี้จึงแทบไม่ตอบสนองต่อแม่เหล็กเลย แต่เหล็ก โคบอลต์ และนิกเกิล มีอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่อยู่หลายตัว แต่ละอะตอมของมันจึงเป็นแม่เหล็กเล็ก ๆ ถึงอย่างนั้น แค่นี้ก็ยังไม่พอจะเป็นแม่เหล็ก

- สปินขึ้นหนึ่ง สปินลงหนึ่ง
- สนามของทั้งคู่หักล้างกัน
- วัสดุถูกแม่เหล็กผลักออกอย่างอ่อน ๆ (ไดอะแมกเนติก)

- อิเล็กตรอนจับคู่ทั้งหมด: 0
- อะตอมเหล็ก: อิเล็กตรอนไม่มีคู่: 4

- **Fe**: เหล็ก
- **Co**: โคบอลต์
- **Ni**: นิกเกิล

บทที่ III · ภายในอะตอม

#### อิเล็กตรอนที่มีคู่และไม่มีคู่

LibreTexts: สารไดอะแมกเนติกมีอิเล็กตรอนเป็นคู่ ซึ่งสนามแม่เหล็กของพวกมันหักล้างกัน สารเหล่านี้ถูกสนามแม่เหล็กผลักออกอย่างอ่อน ๆ อะตอมที่มีอิเล็กตรอนไม่มีคู่ตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปเป็นพาราแมกเนติก และถูกดูดเข้าหาสนาม HyperPhysics ระบุว่าเหล็ก นิกเกิล โคบอลต์ และธาตุหายากบางตัว (แกโดลิเนียม ดิสโพรเซียม) เป็นเฟร์โรแมกเนติก อะตอมเหล็กเดี่ยว ๆ มีอิเล็กตรอนไม่มีคู่สี่ตัวตามแผนภูมิ ในเหล็กที่เป็นของแข็ง ค่าต่ออะตอมจะน้อยกว่านั้น

อะตอม ลูกศร เส้นสนาม และผงเหล็กสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: [LibreTexts Chemistry: magnetic properties of materials](https://chem.libretexts.org/Courses/Saint_Marys_College_Notre_Dame_IN/CHEM_431%3A_Inorganic_Chemistry_%28Haas%29/CHEM_431_Readings/14%3A_Magnetism/14.02%3A_Magnetic_Properties_of_Materials); [HyperPhysics (Georgia State University): ferromagnetism](https://www.hyperphysics.gsu.edu/hbase/solids/ferro.html)

## บทที่ IV · ระเบียบในเหล็ก

### เพื่อนบ้านที่หันทางเดียวกัน
*บทที่ IV · ระเบียบในเหล็ก*

ตะปูเหล็กธรรมดากลายเป็นแม่เหล็กได้อย่างไร

ในเหล็ก มีบางอย่างเกิดขึ้นมากกว่านั้น ปรากฏการณ์เชิงควอนตัมที่ไม่มีอะไรในชีวิตประจำวันเทียบได้ เรียกว่าอันตรกิริยาแลกเปลี่ยน (exchange interaction) ทำให้สปินของอะตอมที่อยู่ติดกันเรียงไปทางเดียวกัน นี่คือเฟร์โรแมกเนติซึม (ferromagnetism) อะตอมที่หันทางเดียวกันรวมกันเป็นบริเวณที่เรียกว่าโดเมนแม่เหล็ก ในตะปูธรรมดา โดเมนชี้ไปคนละทิศคนละทาง จึงหักล้างกันเอง พอนำแม่เหล็กเข้ามาใกล้ โดเมนที่เรียงตามสนามอยู่แล้วจะขยายตัวกลืนโดเมนข้างเคียง ตอนนี้ตะปูก็กลายเป็นแม่เหล็ก ลองกดปุ่มให้สนามดู

- ไดอะแมกเนติก: ถูกผลักอ่อน ๆ (น้ำ ไม้)
- พาราแมกเนติก: ถูกดูดอ่อน ๆ ไม่มีการเรียงตัว
- เฟร์โรแมกเนติก: สปินล็อกเข้าด้วยกัน

![โดเมนมีขนาดราว 0.1 มิลลิเมตรถึงไม่กี่มิลลิเมตร (HyperPhysics) ภาพนิ่งสร้างด้วย AI](https://assets.planetpast.com/a/f1/f126ea770062ba25.jpg)

- **0.0002**: เทสลา ที่ให้ (เทสลา: หน่วยความแรงสนาม)
- **~1**: เทสลา ภายในเหล็ก

บทที่ IV · ระเบียบในเหล็ก

#### เฟร์โรแมกเนติซึมและโดเมน

HyperPhysics: ในวัสดุเฟร์โรแมกเนติก อันตรกิริยาเชิงกลศาสตร์ควอนตัมล็อกโมเมนต์ของอะตอมที่อยู่ติดกันให้ขนานกัน สปินของอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่จึงเรียงตัวกันภายในบริเวณที่เรียกว่าโดเมน ขนาดราว 0.1 มิลลิเมตรถึงไม่กี่มิลลิเมตร เมื่ออยู่ในสนามภายนอก โดเมนที่เรียงตามสนามอยู่แล้วจะขยายตัวกินพื้นที่เพื่อนบ้าน ในเหล็กที่ผ่านการอบอ่อน สนามภายนอกราว 0.0002 เทสลา สร้างสนามในเหล็กได้ราว 1 เทสลา LibreTexts เรียกการเชื่อมโยงนี้ว่าอันตรกิริยาแลกเปลี่ยน

เทสลา (T) คือหน่วยของความแรงสนามแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กโลกมีค่าราว 0.00005 เทสลา

อะตอม ลูกศร เส้นสนาม และผงเหล็กสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: [HyperPhysics (Georgia State University): ferromagnetism](https://www.hyperphysics.gsu.edu/hbase/solids/ferro.html); [LibreTexts Chemistry: magnetic properties of materials](https://chem.libretexts.org/Courses/Saint_Marys_College_Notre_Dame_IN/CHEM_431%3A_Inorganic_Chemistry_%28Haas%29/CHEM_431_Readings/14%3A_Magnetism/14.02%3A_Magnetic_Properties_of_Materials)

### จุดคูรี
*บทที่ IV · ระเบียบในเหล็ก*

เผาแม่เหล็กให้ร้อนพอ มันจะลืมว่าเคยเป็นแม่เหล็ก

ความร้อนต่อสู้กับระเบียบนั้น ยิ่งเหล็กร้อนขึ้น อะตอมยิ่งสั่นแรง และสปินก็ส่ายออกจากแนว ที่ราว 770 องศาเซลเซียส ซึ่งคืออุณหภูมิคูรี (Curie temperature) ของเหล็ก ตั้งชื่อตามปีแยร์ กูว์รี ระเบียบก็พังลง โดเมนหายไป และเหล็กเลิกเป็นเฟร์โรแมกเนติก พอเย็นลง โดเมนก็กลับมา แต่ชี้ไปทางสุ่ม ๆ แม่เหล็กถูกลบไปแล้ว ลองเผามันด้วยตัวเองดู

![เหล็กเรืองแสงสีแดงที่อุณหภูมิไม่ห่างจากจุดคูรีของมันนัก ภาพนิ่งสร้างด้วย AI](https://assets.planetpast.com/a/75/75b6c38d90088638.jpg)

- นิกเกิล: 354 °C
- แม่เหล็กนีโอดิเมียม: 310–400 °C
- เหล็ก: 770 °C
- โคบอลต์: 1,130 °C

- โมเมนต์ชี้ไปทางสุ่ม
- โลหะถูกดูดเพียงอ่อน ๆ (พาราแมกเนติก)
- ปีแยร์ กูว์รี วัดการเปลี่ยนสถานะนี้ในปี 1895

บทที่ IV · ระเบียบในเหล็ก

#### อุณหภูมิคูรี

เหนืออุณหภูมิคูรี วัสดุเฟร์โรแมกเนติกจะเสียความเป็นแม่เหล็กถาวรและกลายเป็นพาราแมกเนติก โมเมนต์ของมันไร้ระเบียบ จึงไม่เป็นแม่เหล็กเมื่อไม่มีสนามภายนอก อุณหภูมินี้ตั้งชื่อตามปีแยร์ กูว์รี ผู้ศึกษาการเปลี่ยนสถานะนี้ในปี 1895 ค่าที่ระบุในวิกิพีเดีย: เหล็ก 770 °C (1043 เคลวิน ตรงกับ HyperPhysics) โคบอลต์ 1130 °C นิกเกิล 354 °C แม่เหล็กนีโอดิเมียม 310–400 °C

อุณหภูมิบนปุ่มเป็นขั้นตัวอย่าง ลูกศรเป็นแบบจำลองอย่างง่าย

อะตอม ลูกศร เส้นสนาม และผงเหล็กสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: [Wikipedia: Curie temperature](https://en.wikipedia.org/wiki/Curie_temperature); [HyperPhysics (Georgia State University): ferromagnetism](https://www.hyperphysics.gsu.edu/hbase/solids/ferro.html)

### แม่เหล็กที่ซ่อนตัว
*บทที่ IV · ระเบียบในเหล็ก*

ระเบียบที่หักล้างตัวเอง

สปินยังเรียงตัวได้อีกแบบหนึ่ง ในวัสดุบางชนิด เช่น โครเมียม อันตรกิริยาแลกเปลี่ยนทำให้อะตอมที่อยู่ติดกันชี้ไปทางตรงข้ามกัน ขึ้น ลง ขึ้น ลง นี่คือแอนติเฟร์โรแมกเนติซึม (antiferromagnetism) ปี 1970 หลุยส์ เนล นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์จากงานเรื่องนี้ สปินที่ตรงข้ามกันหักล้างกันพอดี เมื่อมองจากภายนอกจึงดูไม่เป็นแม่เหล็กเลย ตลอดราวร้อยปี แม่เหล็กที่สปินล็อกเป็นระเบียบมีอยู่แค่สองตระกูลนี้ ลองเทียบดู

![อะตอมแต่ละตัวยังเป็นแม่เหล็กอยู่ เพียงแต่ผลรวมเป็นศูนย์ ภาพนิ่งสร้างด้วย AI](https://assets.planetpast.com/a/f6/f6a5e449557a259a.jpg)

> จากงานพื้นฐานและการค้นพบเกี่ยวกับแอนติเฟร์โรแมกเนติซึมและเฟร์ริแมกเนติซึม (คำประกาศรางวัลโนเบลของหลุยส์ เนล ปี 1970 (ร่วมกับฮันเนส อัลฟเวน))

- เฟร์โรแมกเนต: สปินขนานกัน เป็นแม่เหล็กสุทธิแรง
- แอนติเฟร์โรแมกเนต: สปินสลับกัน ผลรวมเป็นศูนย์

บทที่ IV · ระเบียบในเหล็ก

#### แอนติเฟร์โรแมกเนติซึม

ในแอนติเฟร์โรแมกเนต อันตรกิริยาแลกเปลี่ยนแบบลบระหว่างอะตอมที่อยู่ติดกัน (LibreTexts ยกตัวอย่างโครเมียมที่มีโครงผลึกแบบลูกบาศก์กลางตัว) ทำให้โมเมนต์ชี้ไปทางตรงข้ามกัน ความเป็นแม่เหล็กโดยรวมจึงหักล้างกัน เหนืออุณหภูมิเนล วัสดุจะกลายเป็นพาราแมกเนติก หลุยส์ เนล ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ปี 1970 ร่วมกับฮันเนส อัลฟเวน “จากงานพื้นฐานและการค้นพบเกี่ยวกับแอนติเฟร์โรแมกเนติซึมและเฟร์ริแมกเนติซึม” มหาวิทยาลัยไมนซ์และ ScienceDaily ระบุว่าตลอดกว่า 100 ปี แม่เหล็กแนวเดียวกันถูกแบ่งเป็นสองประเภทนี้

อะตอม ลูกศร เส้นสนาม และผงเหล็กสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: [LibreTexts Chemistry: magnetic properties of materials](https://chem.libretexts.org/Courses/Saint_Marys_College_Notre_Dame_IN/CHEM_431%3A_Inorganic_Chemistry_%28Haas%29/CHEM_431_Readings/14%3A_Magnetism/14.02%3A_Magnetic_Properties_of_Materials); [NobelPrize.org: the Nobel Prize in Physics 1970](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1970/summary/); [ScienceDaily (18 Oct 2026), from Mainz University: the Europhysics Prize for altermagnetism](https://www.sciencedaily.com/releases/2026/10/261017230035.htm)

## บทที่ V · แม่เหล็กในชีวิตจริง

### มอเตอร์ แม่เหล็ก และเครื่องสแกน
*บทที่ V · แม่เหล็กในชีวิตจริง*

แม่เหล็กที่แรงที่สุดไปทำงานที่ไหน

มอเตอร์ไฟฟ้าหมุนได้เพราะกระแสในขดลวดของมันดันกับสนามของแม่เหล็ก มอเตอร์ใช้ไฟฟ้าราวครึ่งหนึ่งของโลก ปี 1984 เจเนอรัลมอเตอร์สและซูมิโตโม ต่างพัฒนาแม่เหล็กนีโอดิเมียมขึ้นมาเองโดยไม่เกี่ยวกัน มันเป็นแม่เหล็กถาวรที่แรงที่สุดที่มีขาย ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้าหลายรุ่นและกังหันลม เครื่อง MRI ในโรงพยาบาลใช้แม่เหล็กไฟฟ้าตัวนำยิ่งยวดขนาดยักษ์ จัดแนวนิวเคลียสของไฮโดรเจนในร่างกาย คลื่นวิทยุทำให้มันพลิก แล้วสัญญาณที่มันส่งกลับมาก็กลายเป็นภาพ โดยไม่ใช้รังสีเอกซ์

![ขดลวดทองแดงอยู่รอบนอก แม่เหล็กถาวรโค้งอยู่บนตัวหมุน ภาพนิ่งสร้างด้วย AI](https://assets.planetpast.com/a/de/dea21d42f9d98c0d.jpg)

![เครื่องกำเนิดไฟฟ้าของกังหันบางแบบใช้แม่เหล็กนีโอดิเมียมถาวรแทนขดลวดสร้างสนาม ภาพนิ่งสร้างด้วย AI](https://assets.planetpast.com/a/29/2968af8e4add47e5.jpg)

$$\mathrm{Nd_2Fe_{14}B}$$
- $\mathrm{Nd}$: นีโอดิเมียม โลหะหายาก
- $\mathrm{Fe}$: เหล็ก ซึ่งให้ความเป็นแม่เหล็กส่วนใหญ่
- $\mathrm{B}$: โบรอน

- **0.00005 T**: สนามโลกโดยประมาณ
- **1.5 T**: เครื่อง MRI ส่วนใหญ่: ขดลวดตัวนำยิ่งยวด ไม่มีความต้านทานเมื่อเย็นจัด
- **3 T**: เครื่อง MRI ที่แรงกว่า

บทที่ V · แม่เหล็กในชีวิตจริง

#### แม่เหล็กในการทำงาน

มอเตอร์ไฟฟ้าสร้างแรงบิดจากอันตรกิริยาระหว่างสนามแม่เหล็กกับกระแสในขดลวด และใช้ไฟฟ้าราว 50% ของโลก แม่เหล็กนีโอดิเมียมเป็นโลหะผสมที่เกิดผลึก Nd₂Fe₁₄B พัฒนาขึ้นโดยอิสระในปี 1984 โดยเจเนอรัลมอเตอร์สและซูมิโตโมสเปเชียลเมทัลส์ เป็นแม่เหล็กถาวรที่แรงที่สุดที่มีจำหน่าย ใช้ในมอเตอร์ขับเคลื่อนรถไฮบริดและรถไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าของกังหันลมบางแบบ กลไกขยับหัวอ่านฮาร์ดดิสก์ และหูฟัง เครื่อง MRI ทางคลินิกส่วนใหญ่ทำงานที่ 1.5 เทสลา และเครื่อง 3 เทสลาก็พบบ่อย ส่วนใหญ่ใช้แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดที่หล่อเย็นด้วยฮีเลียมเหลว สนามจัดแนวนิวเคลียสไฮโดรเจน คลื่นวิทยุทำให้มันพลิก แล้วสัญญาณที่มันปล่อยกลับมาถูกแปลงเป็นภาพ (National MagLab) MRI ไม่ใช้รังสีชนิดก่อไอออน

มอเตอร์สามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่าย ไม่ใช่แบบจริง

นี่เป็นความรู้ทั่วไปว่าเครื่องทำงานอย่างไร ไม่ใช่คำแนะนำทางการแพทย์

แหล่งข้อมูล: [Wikipedia: Electric motor](https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_motor); [Wikipedia: Neodymium magnet](https://en.wikipedia.org/wiki/Neodymium_magnet); [Wikipedia: Magnetic resonance imaging](https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_resonance_imaging); [National MagLab: how MRI works (interactive tutorial)](https://nationalmaglab.org/magnet-academy/watch-play/interactive-tutorials/magnetic-resonance-imaging-mri/)

### อ่านข้อมูลด้วยสปิน
*บทที่ V · แม่เหล็กในชีวิตจริง*

รางวัลโนเบลที่เคยอยู่ในฮาร์ดดิสก์

ฮาร์ดดิสก์เก็บข้อมูลเป็นบริเวณเล็ก ๆ ที่ถูกทำให้เป็นแม่เหล็กบนจานที่หมุนอยู่ ทิศหนึ่งแทนเลขหนึ่ง อีกทิศแทนเลขศูนย์ ตั้งแต่ปี 1997 ฮาร์ดดิสก์อ่านข้อมูลด้วยปรากฏการณ์ที่อาลแบร์ แฟร์ และเพเทอร์ กรึนแบร์ก ค้นพบในปี 1988 ชื่อว่าความต้านทานแม่เหล็กยักษ์ (giant magnetoresistance) ในชั้นโลหะที่บางมาก การเปลี่ยนแปลงทางแม่เหล็กเพียงนิดเดียว ทำให้ความต้านทานไฟฟ้าเปลี่ยนไปมาก มันได้ผลเพราะอิเล็กตรอนพาสปินไปด้วย ไม่ใช่แค่ประจุ ทั้งสองได้รับรางวัลโนเบลร่วมกันในปี 2007 และตั้งแต่ราวปี 2005 ปรากฏการณ์ทางสปินอีกแบบก็เข้ามาแทนที่ อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้สปินเรียกว่าสปินทรอนิกส์ (spintronics)

![หัวอ่านลอยอยู่เหนือจานโดยไม่แตะผิว ภาพนิ่งสร้างด้วย AI](https://assets.planetpast.com/a/59/59838b342af921e4.jpg)

- 1988: แฟร์และกรึนแบร์กพบ GMR แยกกัน
- 1997: หัวอ่าน GMR ตัวแรก
- 2005: หัวอ่าน TMR เริ่มเข้ามาแทน GMR
- 2007: รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์

![บิตเรียงอยู่ตามรางวงกลม ใต้หัวอ่านที่ไม่เคยแตะจาน ภาพประกอบสร้างด้วย AI](https://assets.planetpast.com/a/7d/7d0f2e3b0ffcffa3.jpg)

- **1997–2005**: หัวอ่าน GMR
- **ตั้งแต่ 2005**: หัวอ่าน TMR อาศัยสปินเช่นกัน

บทที่ V · แม่เหล็กในชีวิตจริง

#### ฮาร์ดดิสก์และความต้านทานแม่เหล็กยักษ์

รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ปี 2007 มอบแก่อาลแบร์ แฟร์ และเพเทอร์ กรึนแบร์ก “จากการค้นพบความต้านทานแม่เหล็กยักษ์” ซึ่งทั้งสองค้นพบแยกกันในปี 1988 การเปลี่ยนแปลงทางแม่เหล็กที่เล็กมากทำให้ความต้านทานไฟฟ้าต่างกันมาก หัวอ่าน GMR แปลงรูปแบบแม่เหล็กจิ๋วบนจานเป็นการเปลี่ยนแปลงของกระแส คือเลขหนึ่งและศูนย์ของข้อมูล หัวอ่านแบบนี้ตัวแรกออกสู่ตลาดในปี 1997 และกลายเป็นมาตรฐานอย่างรวดเร็ว ข่าวรางวัลเรียก GMR ว่าเป็นหนึ่งในการประยุกต์ใช้นาโนเทคโนโลยีจริงยุคแรก GMR อาศัยสปินของอิเล็กตรอนนำไฟฟ้า กรณีศึกษาผลกระทบงานวิจัยของสหราชอาณาจักรระบุว่า หัวอ่าน GMR ใช้ตั้งแต่ปี 1997 ถึง 2005 แล้วค่อย ๆ ถูกแทนที่ด้วยหัวอ่านที่ใช้ความต้านทานแม่เหล็กแบบอุโมงค์ (TMR) ซึ่งเป็นอีกปรากฏการณ์หนึ่งที่อาศัยสปินของอิเล็กตรอน

อะตอม ลูกศร เส้นสนาม และผงเหล็กสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: [NobelPrize.org: press release, the Nobel Prize in Physics 2007](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2007/press-release/); [UK REF impact case study: magnetic tunnel junction read heads (GMR used 1997–2005, then TMR)](https://impact.ref.ac.uk/CaseStudies/CaseStudy.aspx?Id=42270)

## บทที่ VI · ชนิดที่สาม

### หักล้างกัน แต่ยังแยกสปิน
*บทที่ VI · ชนิดที่สาม*

แม่เหล็กที่ไม่มีสนามสุทธิ แต่ยังคัดแยกอิเล็กตรอนตามสปินได้

ซึ่งพาเรากลับมาที่รางวัลนั้น ตั้งแต่ปี 2019 ชเมย์กัล ซีโนวา ยุงวีร์ท และเพื่อนร่วมงาน ใช้สมมาตรของผลึกทำนายการจัดเรียงชนิดที่สาม ในอัลเตอร์แมกเนต สปินของอะตอมข้างเคียงชี้ไปทางตรงข้ามกัน มันจึงไม่มีความเป็นแม่เหล็กโดยรวม เหมือนแอนติเฟร์โรแมกเนต แต่อะตอมสองชุดนั้นวางตัวในผลึกเป็นมุมต่างกัน อิเล็กตรอนที่วิ่งผ่านผลึกไปทางหนึ่งจึงมีสปินแบบหนึ่งเป็นส่วนใหญ่ ส่วนที่วิ่งไปอีกทางมีสปินอีกแบบเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งเคยเชื่อกันว่าต้องเป็นเฟร์โรแมกเนตเท่านั้นจึงทำได้ สปินสลับไปตามทิศทาง นี่คือที่มาของชื่อ ปี 2024 การทดลองกับแมงกานีสเทลลูไรด์และโครเมียมแอนติโมไนด์วัดการแยกสปินนี้ได้จริง กระแสที่คัดแยกตามสปินโดยไม่มีแม่เหล็กสุทธิ บวกกับพลวัตทางแม่เหล็กที่เร็วมาก คือเหตุที่ทีมวิจัยมองว่าอัลเตอร์แมกเนตอาจใช้ในสปินทรอนิกส์แห่งอนาคต แต่ตอนนี้ยังเป็นเพียงความเป็นไปได้ ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์

- 2019: เสนอแนวคิดที่ไมนซ์
- 2022: จัดหมวดตามสมมาตร วัสดุที่เข้าข่ายนับร้อย
- 2024: วัดได้ใน MnTe และ CrSb ได้รับเลือกเป็นความก้าวหน้าแห่งปีของ Science
- 2026: รางวัล Europhysics Prize

- เฟร์โรแมกเนต: มีแม่เหล็กสุทธิ อิเล็กตรอนแยกสปิน
- แอนติเฟร์โรแมกเนต: ไม่มีแม่เหล็กสุทธิ ไม่แยกสปิน
- อัลเตอร์แมกเนต: ไม่มีแม่เหล็กสุทธิ แต่อิเล็กตรอนแยกสปิน

- เฟร์โรแมกเนต: ส่วนใหญ่ “ขึ้น” ไม่ว่าวิ่งทางไหน
- แอนติเฟร์โรแมกเนต: ไม่เอียงข้างใด
- อัลเตอร์แมกเนต: “ขึ้น” ตามแกนหนึ่ง “ลง” ตามอีกแกน

![ทีมวิจัยใช้วิธีโฟโตอิมิชชัน คือใช้แสงยิงอิเล็กตรอนให้หลุดออกมา แล้วบันทึกพลังงานและทิศทางของมัน ภาพนิ่งสร้างด้วย AI](https://assets.planetpast.com/a/58/58eaf9806bc3b5e4.jpg)

- **MnTe**: Nature เดือนกุมภาพันธ์
- **CrSb**: Nature Communications เดือนมีนาคม

บทที่ VI · ชนิดที่สาม

#### อัลเตอร์แมกเนติซึม

มหาวิทยาลัยไมนซ์ (ข่าวปี 2024): นักวิจัยที่ไมนซ์เสนอแนวคิดนี้ในปี 2019 มหาวิทยาลัยไมนซ์ (ข่าวปี 2026): ปี 2022 ทีมวิจัยตีพิมพ์การจัดหมวดหมู่ตามสมมาตรที่สมบูรณ์ และระบุวัสดุที่อาจเป็นแบบนี้นับร้อยชนิด อัลเตอร์แมกเนตไม่มีความเป็นแม่เหล็กสุทธิเหมือนแอนติเฟร์โรแมกเนต แต่แสดงสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เคยเชื่อว่ามีเฉพาะในเฟร์โรแมกเนต รวมถึงกระแสที่สปินเอียงไปข้างเดียวอย่างมาก ควบคู่กับพลวัตทางแม่เหล็กที่เร็วมาก จึงถูกมองว่าเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับอุปกรณ์สปินทรอนิกส์รุ่นต่อไป โดยสปินสลับไปตามทิศทาง ซึ่งเป็นที่มาของชื่อ เดือนกุมภาพันธ์ 2024 ครอมปาสกีและคณะรายงานใน Nature ถึงการวัดการแยกสปินที่ทำนายไว้ใน MnTe (แมงกานีสเทลลูไรด์) ด้วยวิธีโฟโตอิมิชชัน เดือนมีนาคม 2024 บทความใน Nature Communications รายงานการแยกราว 0.6 อิเล็กตรอนโวลต์ในฟิล์มบาง CrSb (โครเมียมแอนติโมไนด์) วารสาร Science จัดให้การค้นพบนี้เป็นหนึ่งในความก้าวหน้าทางฟิสิกส์แห่งปี 2024 ไมนซ์และ ScienceDaily บรรยายการใช้งานที่เป็นไปได้ในสปินทรอนิกส์และเทคโนโลยีสารสนเทศด้วยคำอย่าง “อาจ” และ “มีศักยภาพ” ซึ่งเป็นความเป็นไปได้ทางการวิจัย ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่แล้ว

ในแบบจำลอง จุดสีแดงและสีฟ้าคืออิเล็กตรอนที่มีสปินตรงข้ามกัน “มุมที่ต่างกัน” แสดงเป็นอะตอมที่ยืดไปตามแนวทแยงสองแนว ผลึกอัลเตอร์แมกเนตจริงซับซ้อนกว่านี้

อะตอม ลูกศร เส้นสนาม และผงเหล็กสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง

แหล่งข้อมูล: [Johannes Gutenberg University Mainz: 2026 Europhysics Prize honors discovery of a third fundamental class of magnetism](https://press.uni-mainz.de/2026-europhysics-prize-honors-discovery-of-a-third-fundamental-class-of-magnetism/); [Mainz University: Science lists the discovery of altermagnetism as a breakthrough in physics in 2024](https://press.uni-mainz.de/science-lists-the-discovery-of-altermagnetism-as-scientific-breakthrough-in-physics-in-2024/); [Krempaský et al., “Altermagnetic lifting of Kramers spin degeneracy”, Nature 626, 517–522 (2024), MnTe](https://research.jku.at/en/publications/altermagnetic-lifting-of-kramers-spin-degeneracy/); [“Direct observation of altermagnetic band splitting in CrSb thin films”, Nature Communications (2024)](https://doaj.org/article/04d92b44b4e047f3a97eb53ef1d8eaab); [ScienceDaily (18 Oct 2026), from Mainz University: the Europhysics Prize for altermagnetism](https://www.sciencedaily.com/releases/2026/10/261017230035.htm)

## บทส่งท้าย

### ฝูงแม่เหล็กจิ๋ว
*บทส่งท้าย*

สิ่งเล็ก ๆ อย่างเดียวที่อยู่เบื้องหลังทั้งหมด

แม่เหล็กจึงคือฝูงอิเล็กตรอนที่หันไปทางเดียวกัน ให้มันสลับทิศ ความเป็นแม่เหล็กก็ซ่อนตัว ให้มันสลับทิศในผลึกที่อะตอมสองชุดวางเอียงต่างมุมกัน อิเล็กตรอนก็ยังรับรู้สปินของมันได้ จากหินที่หาทิศเหนือและใต้ได้ จนถึงอุปกรณ์ที่ยังอยู่ในจินตนาการ ทุกอย่างล้วนมาจากสปินของอิเล็กตรอน

- 1088: เข็มแม่เหล็ก จีน
- 1600: กิลเบิร์ต: โลกคือแม่เหล็ก
- 1820: เออร์สเตด: กระแสสร้างแม่เหล็ก
- 1970: โนเบลจากแอนติเฟร์โรแมกเนติซึม
- 1988: ความต้านทานแม่เหล็กยักษ์
- 2024: วัดอัลเตอร์แมกเนตได้

![ภาพนิ่งและภาพประกอบทั้งหมดในภาพยนตร์นี้สร้างด้วย AI](https://assets.planetpast.com/a/81/81c8b8638ab46d6d.jpg)

- เฟร์โร: หันทางเดียวกันหมด
- แอนติเฟร์โร: สลับกัน ซ่อนตัว
- อัลเตอร์: สลับกัน แต่ยังแยกสปิน

บทส่งท้าย · แหล่งข้อมูล

#### แม่เหล็กทำงานอย่างไร

เส้นสนาม แม่เหล็กไฟฟ้า สปินของอิเล็กตรอน เฟร์โรแมกเนติซึม โดเมน อุณหภูมิคูรี และแอนติเฟร์โรแมกเนติซึม เป็นฟิสิกส์ที่ได้รับการยืนยันแล้ว มีอยู่ในตำราเรียนและแหล่งข้อมูลด้านล่าง ส่วนอัลเตอร์แมกเนติซึมเป็นเรื่องใหม่ ทำนายตั้งแต่ปี 2019 จัดหมวดหมู่ในปี 2022 และวัดได้ในปี 2024 ในการทดลองที่ตีพิมพ์และผ่านการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิ การใช้งานที่เป็นไปได้ของมันยังเป็นความเป็นไปได้ทางการวิจัย

อะตอม ลูกศร เส้นสนาม และผงเหล็กสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง ภาพนิ่งทั้งหมดสร้างด้วย AI

แหล่งข้อมูล: [Johannes Gutenberg University Mainz: 2026 Europhysics Prize honors discovery of a third fundamental class of magnetism](https://press.uni-mainz.de/2026-europhysics-prize-honors-discovery-of-a-third-fundamental-class-of-magnetism/); [ScienceDaily (18 Oct 2026), from Mainz University: the Europhysics Prize for altermagnetism](https://www.sciencedaily.com/releases/2026/10/261017230035.htm); [Mainz University: Science lists the discovery of altermagnetism as a breakthrough in physics in 2024](https://press.uni-mainz.de/science-lists-the-discovery-of-altermagnetism-as-scientific-breakthrough-in-physics-in-2024/); [Krempaský et al., “Altermagnetic lifting of Kramers spin degeneracy”, Nature 626, 517–522 (2024), MnTe](https://research.jku.at/en/publications/altermagnetic-lifting-of-kramers-spin-degeneracy/); [“Direct observation of altermagnetic band splitting in CrSb thin films”, Nature Communications (2024)](https://doaj.org/article/04d92b44b4e047f3a97eb53ef1d8eaab); [Wikipedia: Lodestone](https://en.wikipedia.org/wiki/Lodestone); [Wikipedia: History of the compass](https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_compass); [NASA Goddard (D. P. Stern): William Gilbert and De Magnete](https://pwg.gsfc.nasa.gov/earthmag/DMGRev2.htm); [NASA Goddard: the core (main) magnetic field of the Earth](https://core2.gsfc.nasa.gov/terr_mag/core.html); [NCERT Physics, Class 12, chapter 5: Magnetism and Matter (PDF)](https://blog.mtg.in/wp-content/uploads/2023/05/leph105.pdf); [APS News: July 1820, Oersted and electromagnetism](https://aps.org/apsnews/2008/07/1820-oersted-electromagnetism); [Wikipedia: Electromagnet (Sturgeon 1824, Henry)](https://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnet); [LibreTexts Chemistry: magnetic properties of materials](https://chem.libretexts.org/Courses/Saint_Marys_College_Notre_Dame_IN/CHEM_431%3A_Inorganic_Chemistry_%28Haas%29/CHEM_431_Readings/14%3A_Magnetism/14.02%3A_Magnetic_Properties_of_Materials); [HyperPhysics (Georgia State University): ferromagnetism](https://www.hyperphysics.gsu.edu/hbase/solids/ferro.html); [Wikipedia: Curie temperature](https://en.wikipedia.org/wiki/Curie_temperature); [NobelPrize.org: the Nobel Prize in Physics 1970](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1970/summary/); [Wikipedia: Electric motor](https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_motor); [Wikipedia: Neodymium magnet](https://en.wikipedia.org/wiki/Neodymium_magnet); [Wikipedia: Magnetic resonance imaging](https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_resonance_imaging); [National MagLab: how MRI works (interactive tutorial)](https://nationalmaglab.org/magnet-academy/watch-play/interactive-tutorials/magnetic-resonance-imaging-mri/); [UK REF impact case study: magnetic tunnel junction read heads (GMR used 1997–2005, then TMR)](https://impact.ref.ac.uk/CaseStudies/CaseStudy.aspx?Id=42270); [NobelPrize.org: press release, the Nobel Prize in Physics 2007](https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2007/press-release/)