ฟิสิกส์ · วัสดุ · เทคโนโลยี
แม่เหล็กทำงานอย่างไร
ฝูงแม่เหล็กจิ๋ว
แม่เหล็กติดตู้เย็น เข็มทิศ และหัวอ่านของฮาร์ดดิสก์ ล้วนทำงานด้วยสิ่งเล็ก ๆ อย่างเดียวกัน คือสปินของอิเล็กตรอน ส่วนใหญ่แล้วแม่เหล็กจิ๋วเหล่านี้หักล้างกันเอง แต่ในแม่เหล็ก พวกมันหันไปทางเดียวกัน
หนังสามมิติโต้ตอบได้8 นาที1088 ถึง ปัจจุบันเผยแพร่ 20 ตุลาคม 2569
ดูภาพยนตร์ 3 มิติแบบโต้ตอบอ่านฉบับ English
บทนำ
บทนำ
แม่เหล็กชนิดที่สาม
แรงที่เก่าแก่ การค้นพบใหม่
ทำไมเหล็กจึงติดแม่เหล็ก แต่ช้อนพลาสติกไม่ติด และทำไมเข็มทิศจึงชี้ไปทางเหนือ
ปี 2026 สมาคมฟิสิกส์แห่งยุโรปมอบรางวัล Europhysics Prize ให้นักฟิสิกส์สามคน จากสิ่งที่สมาคมเรียกว่าการจัดเรียงแม่เหล็กแบบพื้นฐานชนิดที่สาม คืออัลเตอร์แมกเนติซึม (altermagnetism)
จะเข้าใจว่าทำไมเรื่องนี้สำคัญ ต้องเริ่มกันตั้งแต่ต้น
ฝูงที่หันทางเดียวกัน ลูกศรแต่ละอันแทนแม่เหล็กจิ๋วของอะตอมหนึ่งตัว ภาพนิ่งสร้างด้วย AI- ไฮโร ซีโนวา มหาวิทยาลัยไมนซ์
- ลีบอร์ ชเมย์กัล สถาบันมักซ์พลังค์ เดรสเดิน
- โตมาช ยุงวีร์ท สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งเช็ก
รางวัล Europhysics Prize 2026 (แผนกสสารควบแน่น EPS) - 2
- ตระกูลที่รู้จักมาราวร้อยปี (เฟร์โร แอนติเฟร์โร)
- 3
- ตระกูลในวันนี้
แม่เหล็กที่มีระเบียบ สปินอยู่ในแนวเดียวกัน (collinear) 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;
ScienceDaily (18 Oct 2026), from Mainz University: the Europhysics Prize for altermagnetism
บทที่ I · หินที่ชี้ทิศ
บทที่ I · หินที่ชี้ทิศ
หินแม่เหล็ก
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
หินแม่เหล็ก หินแม่เหล็กส่วนใหญ่พบใกล้ผิวดิน ซึ่งเข้ากับแนวคิดเรื่องฟ้าผ่า ภาพนิ่งสร้างด้วย AI
เข็มลอยน้ำ เข็มแม่เหล็กที่หมุนได้อิสระจะหยุดนิ่งตามแนวเหนือ–ใต้ ภาพนิ่งสร้างด้วย AI- 1088 เสิ่นคั่ว บันทึกความฝันในสระน้ำ
- 1111–1117 จูอวี้: นักเดินเรือใช้เข็มกลางทะเล
- ราว 1190 อเล็กซานเดอร์ เน็กกัม อังกฤษ
เข็มทิศ บันทึกแรก ๆ 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;
Wikipedia: History of the compassบทที่ I · หินที่ชี้ทิศ
โลกจิ๋ว
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
เทอร์เรลลาของกิลเบิร์ต กิลเบิร์ตเรียกลูกกลมนี้ว่าเทอร์เรลลา แปลว่า “โลกน้อย” และเรียกเข็มของเขาว่าเวอร์โซเรียม ภาพนิ่งสร้างด้วย AI- เขียนเป็นภาษาละติน แบ่งเป็นหกเล่ม
- การเอียงของเข็มถูกค้นพบโดยโรเบิร์ต นอร์แมน ปี 1581
- กิลเบิร์ตเป็นแพทย์ประจำพระองค์ของพระราชินีเอลิซาเบธที่ 1 ในปี 1601
เด มักเนเต (ลอนดอน 1600)
ไดนาโมของโลก สนามที่ผิวโลกราว 97–99% มาจากแก่นโลกชั้นนอกที่เป็นของเหลว (NASA) ภาพประกอบสร้างด้วย AI- ~20,000 nT
- ที่เส้นศูนย์สูตรแม่เหล็ก
- ~65,000 nT
- ใกล้ขั้วโลก
สนามแม่เหล็กโลกที่ผิวโลก (NASA) 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;
NASA Goddard: the core (main) magnetic field of the Earth
บทที่ II · สนามและกระแสไฟฟ้า
บทที่ II · สนามและกระแสไฟฟ้า
ขั้วไม่เคยมาเดี่ยว
แม่เหล็กทุกก้อนมีสนามที่มองไม่เห็นล้อมอยู่
แม่เหล็กทุกก้อนมีสนามแม่เหล็กล้อมรอบ คือบริเวณที่มันผลักและดูดเหล็กได้ ผงเหล็กจะเรียงตัวตามเส้นโค้งที่เรียกว่าเส้นสนามแม่เหล็ก
เส้นเหล่านี้ออกจากปลายด้านหนึ่ง คือขั้วเหนือ วนโค้งไปรอบ ๆ แล้วเข้าที่ปลายอีกด้าน คือขั้วใต้ ขั้วต่างกันดูดกัน ขั้วเหมือนกันผลักกัน
ขั้วแม่เหล็กไม่เคยอยู่เดี่ยว ๆ ตัดแม่เหล็กครึ่งท่อน ก็จะได้แม่เหล็กเล็กลงสองก้อน แต่ละก้อนมีทั้งขั้วเหนือและขั้วใต้ของตัวเอง ลองดูสิ
ผงเหล็ก ผงเหล็กแต่ละเม็ดกลายเป็นแม่เหล็กจิ๋ว แล้วหมุนตัวให้อยู่ตามแนวสนาม ภาพนิ่งสร้างด้วย AI- เป็นวงปิด และต่อเนื่องเข้าไปข้างในแม่เหล็ก
- อยู่ชิดกันในที่ที่สนามแรง
- ไม่ตัดกันเลย
เส้นสนาม (NCERT) - 0
- ขั้วเดี่ยวที่เคยพบ
- 2
- ขั้วในทุกชิ้น
ขั้วแม่เหล็กเดี่ยว 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)บทที่ II · สนามและกระแสไฟฟ้า
เข็มของเออร์สเตด
ไฟฟ้ากับแม่เหล็กกลายเป็นเรื่องเดียวกัน
หลายร้อยปีที่ไฟฟ้ากับแม่เหล็กดูไม่เกี่ยวกันเลย จนวันที่ 21 เมษายน 1820 ระหว่างการบรรยายที่โคเปนเฮเกน ฮันส์ คริสเตียน เออร์สเตด เปิดกระแสไฟฟ้า แล้วเข็มทิศที่อยู่ใกล้ ๆ ก็เบนไป
กระแสไฟฟ้าสร้างสนามแม่เหล็ก รอบเส้นลวดตรง เส้นสนามเป็นวงกลม เหมือนวงแหวนที่สวมรอบเส้นลวด
ปิดกระแส สนามก็หายไป กลับทิศกระแส เข็มก็หันไปอีกทาง ลองกดสวิตช์ดู
โต๊ะสาธิต ปี 1820 เข็มขยับน้อยมากจนผู้ฟังไม่ทันสังเกต (APS) ภาพนิ่งสร้างด้วย AI- 21 เม.ย. 1820 เออร์สเตดเห็นเข็มขยับ
- 21 ก.ค. 1820 เขาเผยแพร่ผลในจุลสาร
- ทศวรรษ 1820 อ็องแปร์เขียนคณิตศาสตร์ของแรงระหว่างกระแส
จากเข็มหนึ่งเล่มสู่กฎ (APS) - ไม่มีกระแส: ไม่มีสนาม
- กระแสมากขึ้น: สนามแรงขึ้น
- กลับทิศกระแส: สนามกลับทิศ
กติกาของสนาม 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 electromagnetismบทที่ II · สนามและกระแสไฟฟ้า
แม่เหล็กไฟฟ้า
ขดลวด ใส่เหล็ก แล้วเปิดสวิตช์
ม้วนลวดให้เป็นขด วงแหวนของสนามจะรวมกันเป็นสนามที่มีรูปร่างเหมือนของแท่งแม่เหล็ก สอดแกนเหล็กเข้าไปข้างใน สนามจะแรงขึ้นหลายพันเท่า
ปี 1824 วิลเลียม สเตอร์เจียน สร้างแม่เหล็กไฟฟ้าแบบนี้ที่อังกฤษ มันยกของได้ราวสี่กิโลกรัม
ไม่นาน ของโจเซฟ เฮนรี ก็รับน้ำหนักได้กว่าเก้าร้อยกิโลกรัม แม่เหล็กไฟฟ้าคือแม่เหล็กที่มีสวิตช์ เปิดเมื่อไร ก้อนเหล็กก็กระโดดขึ้นมา
แม่เหล็กไฟฟ้ารูปเกือกม้า เครื่องแรกของสเตอร์เจียนมีลวดทองแดงเปลือยราว 18 รอบ พันบนแท่งเหล็กดัดโค้ง ภาพนิ่งสร้างด้วย AI| สเตอร์เจียน รายงานปี 1825 | ~4 kg |
|---|
| โจเซฟ เฮนรี ทศวรรษ 1830 | 936 kg |
|---|
แม่เหล็กไฟฟ้ายุคแรกยกได้เท่าไร - เครนยกเศษเหล็ก
- รีเลย์ กริ่ง และลำโพง
- ขดลวดในมอเตอร์ไฟฟ้า
แม่เหล็กไฟฟ้าวันนี้ 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)
บทที่ III · ภายในอะตอม
บทที่ III · ภายในอะตอม
แม่เหล็กจิ๋วอยู่ทุกที่
หินแม่เหล็กไม่มีสายไฟ แล้วกระแสของมันอยู่ที่ไหน
แต่หินแม่เหล็กไม่มีสายไฟ แล้วความเป็นแม่เหล็กของมันมาจากไหน คำตอบอยู่ในอะตอม
ทุกอะตอมมีอิเล็กตรอน อนุภาคจิ๋วที่มีประจุลบ อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่รอบอะตอมก็เหมือนวงกระแสไฟฟ้าขนาดจิ๋ว
อิเล็กตรอนแต่ละตัวยังมีสมบัติประจำตัวที่เรียกว่าสปิน (spin) ซึ่งทำให้ตัวมันเองเป็นแท่งแม่เหล็กจิ๋ว แม่เหล็กจิ๋วแบบนี้เรียกว่าโมเมนต์แม่เหล็ก (magnetic moment)
อะตอม อิเล็กตรอนเป็นกลุ่มหมอกล้อมนิวเคลียส ซึ่งเล็กกว่าอะตอมมาก ภาพประกอบสร้างด้วย AI- การโคจรของอิเล็กตรอน
- สปินประจำตัวของอิเล็กตรอน
ที่มาของความเป็นแม่เหล็กของอะตอม (LibreTexts) - ชื่อนี้มาจากประวัติศาสตร์
- สมบัติเชิงควอนตัมที่อิเล็กตรอนทุกตัวมีเสมอ เหมือนประจุ
- เมื่อวัดตามทิศหนึ่ง จะเป็น “ขึ้น” หรือ “ลง” เท่านั้น
สปินไม่ใช่ลูกบอลที่หมุน บทที่ III · ภายในอะตอม
อิเล็กตรอนในฐานะแม่เหล็ก
LibreTexts: ความเป็นแม่เหล็กของโลหะและวัสดุอื่นถูกกำหนดโดยการโคจรและสปินของอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่ โมเมนต์ไดโพลแม่เหล็กของอิเล็กตรอนเกิดจากสปินประจำตัวของมัน ในแบบจำลองสามมิติ ลูกศรใหญ่ที่ผ่านวงโคจรแสดงโมเมนต์จากการโคจร ส่วนลูกศรเล็กบนอิเล็กตรอนแสดงสปิน
อิเล็กตรอนไม่ได้โคจรเป็นวงกลมเรียบร้อยจริง ๆ วงโคจรเป็นภาพเพื่อการสอน
อะตอม ลูกศร เส้นสนาม และผงเหล็กสามมิติเป็นแบบจำลองอย่างง่ายเพื่อการสอน ไม่ใช่สัดส่วนจริง
แหล่งข้อมูล:
LibreTexts Chemistry: magnetic properties of materialsบทที่ III · ภายในอะตอม
ทำไมของส่วนใหญ่ไม่เป็นแม่เหล็ก
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)
อิเล็กตรอนที่จับคู่ (LibreTexts) | อิเล็กตรอนจับคู่ทั้งหมด | 0 |
|---|
| อะตอมเหล็ก: อิเล็กตรอนไม่มีคู่ | 4 |
|---|
แม่เหล็กสุทธิต่ออะตอม (แผนผัง) - Fe
- เหล็ก
- Co
- โคบอลต์
- Ni
- นิกเกิล
เป็นแม่เหล็กที่อุณหภูมิห้อง 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;
HyperPhysics (Georgia State University): ferromagnetism
บทที่ IV · ระเบียบในเหล็ก
บทที่ IV · ระเบียบในเหล็ก
เพื่อนบ้านที่หันทางเดียวกัน
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
วัสดุตอบสนองต่อแม่เหล็กอย่างไร
โดเมนเมื่อมองจากด้านบน โดเมนมีขนาดราว 0.1 มิลลิเมตรถึงไม่กี่มิลลิเมตร (HyperPhysics) ภาพนิ่งสร้างด้วย AI- 0.0002
- เทสลา ที่ให้ (เทสลา: หน่วยความแรงสนาม)
- ~1
- เทสลา ภายในเหล็ก
เหล็กอ่อนขยายสนาม (HyperPhysics) 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;
LibreTexts Chemistry: magnetic properties of materialsบทที่ IV · ระเบียบในเหล็ก
จุดคูรี
เผาแม่เหล็กให้ร้อนพอ มันจะลืมว่าเคยเป็นแม่เหล็ก
ความร้อนต่อสู้กับระเบียบนั้น ยิ่งเหล็กร้อนขึ้น อะตอมยิ่งสั่นแรง และสปินก็ส่ายออกจากแนว
ที่ราว 770 องศาเซลเซียส ซึ่งคืออุณหภูมิคูรี (Curie temperature) ของเหล็ก ตั้งชื่อตามปีแยร์ กูว์รี ระเบียบก็พังลง โดเมนหายไป และเหล็กเลิกเป็นเฟร์โรแมกเนติก
พอเย็นลง โดเมนก็กลับมา แต่ชี้ไปทางสุ่ม ๆ แม่เหล็กถูกลบไปแล้ว ลองเผามันด้วยตัวเองดู
เหล็กร้อนแดง เหล็กเรืองแสงสีแดงที่อุณหภูมิไม่ห่างจากจุดคูรีของมันนัก ภาพนิ่งสร้างด้วย AI| นิกเกิล | 354 °C |
|---|
| แม่เหล็กนีโอดิเมียม | 310–400 °C |
|---|
| เหล็ก | 770 °C |
|---|
| โคบอลต์ | 1,130 °C |
|---|
อุณหภูมิคูรี - โมเมนต์ชี้ไปทางสุ่ม
- โลหะถูกดูดเพียงอ่อน ๆ (พาราแมกเนติก)
- ปีแยร์ กูว์รี วัดการเปลี่ยนสถานะนี้ในปี 1895
เหนือจุดคูรี 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;
HyperPhysics (Georgia State University): ferromagnetismบทที่ IV · ระเบียบในเหล็ก
แม่เหล็กที่ซ่อนตัว
ระเบียบที่หักล้างตัวเอง
สปินยังเรียงตัวได้อีกแบบหนึ่ง ในวัสดุบางชนิด เช่น โครเมียม อันตรกิริยาแลกเปลี่ยนทำให้อะตอมที่อยู่ติดกันชี้ไปทางตรงข้ามกัน ขึ้น ลง ขึ้น ลง
นี่คือแอนติเฟร์โรแมกเนติซึม (antiferromagnetism) ปี 1970 หลุยส์ เนล นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์จากงานเรื่องนี้
สปินที่ตรงข้ามกันหักล้างกันพอดี เมื่อมองจากภายนอกจึงดูไม่เป็นแม่เหล็กเลย ตลอดราวร้อยปี แม่เหล็กที่สปินล็อกเป็นระเบียบมีอยู่แค่สองตระกูลนี้ ลองเทียบดู
สปินสลับทิศ อะตอมแต่ละตัวยังเป็นแม่เหล็กอยู่ เพียงแต่ผลรวมเป็นศูนย์ ภาพนิ่งสร้างด้วย AIจากงานพื้นฐานและการค้นพบเกี่ยวกับแอนติเฟร์โรแมกเนติซึมและเฟร์ริแมกเนติซึมคำประกาศรางวัลโนเบลของหลุยส์ เนล ปี 1970 (ร่วมกับฮันเนส อัลฟเวน)
- เฟร์โรแมกเนต สปินขนานกัน เป็นแม่เหล็กสุทธิแรง
- แอนติเฟร์โรแมกเนต สปินสลับกัน ผลรวมเป็นศูนย์
วัสดุที่สปินล็อกเป็นระเบียบ: สองตระกูล จนเมื่อไม่นานมานี้
บทที่ V · แม่เหล็กในชีวิตจริง
บทที่ V · แม่เหล็กในชีวิตจริง
มอเตอร์ แม่เหล็ก และเครื่องสแกน
แม่เหล็กที่แรงที่สุดไปทำงานที่ไหน
มอเตอร์ไฟฟ้าหมุนได้เพราะกระแสในขดลวดของมันดันกับสนามของแม่เหล็ก มอเตอร์ใช้ไฟฟ้าราวครึ่งหนึ่งของโลก
ปี 1984 เจเนอรัลมอเตอร์สและซูมิโตโม ต่างพัฒนาแม่เหล็กนีโอดิเมียมขึ้นมาเองโดยไม่เกี่ยวกัน มันเป็นแม่เหล็กถาวรที่แรงที่สุดที่มีขาย ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้าหลายรุ่นและกังหันลม
เครื่อง MRI ในโรงพยาบาลใช้แม่เหล็กไฟฟ้าตัวนำยิ่งยวดขนาดยักษ์ จัดแนวนิวเคลียสของไฮโดรเจนในร่างกาย คลื่นวิทยุทำให้มันพลิก แล้วสัญญาณที่มันส่งกลับมาก็กลายเป็นภาพ โดยไม่ใช้รังสีเอกซ์
ภายในมอเตอร์ ขดลวดทองแดงอยู่รอบนอก แม่เหล็กถาวรโค้งอยู่บนตัวหมุน ภาพนิ่งสร้างด้วย AI
กังหันลม เครื่องกำเนิดไฟฟ้าของกังหันบางแบบใช้แม่เหล็กนีโอดิเมียมถาวรแทนขดลวดสร้างสนาม ภาพนิ่งสร้างด้วย AINd2Fe14B- Nd
- นีโอดิเมียม โลหะหายาก
- Fe
- เหล็ก ซึ่งให้ความเป็นแม่เหล็กส่วนใหญ่
- B
- โบรอน
- 0.00005 T
- สนามโลกโดยประมาณ
- 1.5 T
- เครื่อง MRI ส่วนใหญ่: ขดลวดตัวนำยิ่งยวด ไม่มีความต้านทานเมื่อเย็นจัด
- 3 T
- เครื่อง MRI ที่แรงกว่า
หนึ่งเทสลาแรงแค่ไหน 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;
Wikipedia: Neodymium magnet;
Wikipedia: Magnetic resonance imaging;
National MagLab: how MRI works (interactive tutorial)บทที่ V · แม่เหล็กในชีวิตจริง
อ่านข้อมูลด้วยสปิน
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)
ฮาร์ดดิสก์ หัวอ่านลอยอยู่เหนือจานโดยไม่แตะผิว ภาพนิ่งสร้างด้วย AI- 1988 แฟร์และกรึนแบร์กพบ GMR แยกกัน
- 1997 หัวอ่าน GMR ตัวแรก
- 2005 หัวอ่าน TMR เริ่มเข้ามาแทน GMR
- 2007 รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์
ความต้านทานแม่เหล็กยักษ์ (ข่าวรางวัลโนเบล)
บิตแม่เหล็ก บิตเรียงอยู่ตามรางวงกลม ใต้หัวอ่านที่ไม่เคยแตะจาน ภาพประกอบสร้างด้วย AI- 1997–2005
- หัวอ่าน GMR
- ตั้งแต่ 2005
- หัวอ่าน TMR อาศัยสปินเช่นกัน
ตัวอ่านข้อมูลฮาร์ดดิสก์ (กรณีศึกษา REF สหราชอาณาจักร) 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;
UK REF impact case study: magnetic tunnel junction read heads (GMR used 1997–2005, then TMR)
บทที่ VI · ชนิดที่สาม
บทที่ VI · ชนิดที่สาม
หักล้างกัน แต่ยังแยกสปิน
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
จากคำทำนายสู่รางวัล (มหาวิทยาลัยไมนซ์) - เฟร์โรแมกเนต: มีแม่เหล็กสุทธิ อิเล็กตรอนแยกสปิน
- แอนติเฟร์โรแมกเนต: ไม่มีแม่เหล็กสุทธิ ไม่แยกสปิน
- อัลเตอร์แมกเนต: ไม่มีแม่เหล็กสุทธิ แต่อิเล็กตรอนแยกสปิน
การจัดเรียงสามแบบ (สปินอยู่ในแนวเดียวกัน) - เฟร์โรแมกเนต: ส่วนใหญ่ “ขึ้น” ไม่ว่าวิ่งทางไหน
- แอนติเฟร์โรแมกเนต: ไม่เอียงข้างใด
- อัลเตอร์แมกเนต: “ขึ้น” ตามแกนหนึ่ง “ลง” ตามอีกแกน
อิเล็กตรอนที่วิ่งมีสปินแบบไหน (แผนผัง)
การวัดการแยกสปิน ทีมวิจัยใช้วิธีโฟโตอิมิชชัน คือใช้แสงยิงอิเล็กตรอนให้หลุดออกมา แล้วบันทึกพลังงานและทิศทางของมัน ภาพนิ่งสร้างด้วย AI- MnTe
- Nature เดือนกุมภาพันธ์
- CrSb
- Nature Communications เดือนมีนาคม
ตีพิมพ์ปี 2024 “การแยกสปิน” คืออิเล็กตรอนสปินขึ้นกับสปินลงมีพลังงานต่างกัน
บทส่งท้าย
บทส่งท้าย
ฝูงแม่เหล็กจิ๋ว
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
หมุดหมาย
เส้นสนาม ภาพนิ่งและภาพประกอบทั้งหมดในภาพยนตร์นี้สร้างด้วย AI- เฟร์โร: หันทางเดียวกันหมด
- แอนติเฟร์โร: สลับกัน ซ่อนตัว
- อัลเตอร์: สลับกัน แต่ยังแยกสปิน
การจัดเรียงสามแบบ 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;
ScienceDaily (18 Oct 2026), from Mainz University: the Europhysics Prize for altermagnetism;
Mainz University: Science lists the discovery of altermagnetism as a breakthrough in physics in 2024;
Krempaský et al., “Altermagnetic lifting of Kramers spin degeneracy”, Nature 626, 517–522 (2024), MnTe;
“Direct observation of altermagnetic band splitting in CrSb thin films”, Nature Communications (2024);
Wikipedia: Lodestone;
Wikipedia: History of the compass;
NASA Goddard (D. P. Stern): William Gilbert and De Magnete;
NASA Goddard: the core (main) magnetic field of the Earth;
NCERT Physics, Class 12, chapter 5: Magnetism and Matter (PDF);
APS News: July 1820, Oersted and electromagnetism;
Wikipedia: Electromagnet (Sturgeon 1824, Henry);
LibreTexts Chemistry: magnetic properties of materials;
HyperPhysics (Georgia State University): ferromagnetism;
Wikipedia: Curie temperature;
NobelPrize.org: the Nobel Prize in Physics 1970;
Wikipedia: Electric motor;
Wikipedia: Neodymium magnet;
Wikipedia: Magnetic resonance imaging;
National MagLab: how MRI works (interactive tutorial);
UK REF impact case study: magnetic tunnel junction read heads (GMR used 1997–2005, then TMR);
NobelPrize.org: press release, the Nobel Prize in Physics 2007