重大突破！三位科学家发现第三种磁性形态，荣获2026年欧洲物理学奖，颠覆百年物理认知开辟新篇章改写物理教科书

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据ScienceDaily报道，三位物理学家因发现“交替磁性”——一种隐藏逾百年的第三种基本磁性形态——荣获2026年欧洲物理学奖。这一发现推翻了百年来对磁性仅分铁磁与反铁磁两大类的传统认知，为量子材料、自旋电子学和未来计算设备开辟了全新方向。

百年磁性理论出现裂缝

一个多世纪以来，物理学家将共线磁性材料划分为两大类：铁磁体具有整体磁矩，产生净磁化，是硬盘和磁存储技术的基石；反铁磁体的相邻磁矩相互抵消，净磁化为零，呈现出截然不同的电子行为。然而，德国美因茨大学与捷克科学院团队的研究表明，这种二分法并不完整。2026年10月18日，欧洲物理学会（EPS）凝聚态物质分部宣布，将年度最高奖项授予杰罗·西诺瓦（Jairo Sinova）、利博尔·什梅卡尔（Libor Šmejkal）和托马斯·容维尔特（Tomas Jungwirth），以表彰他们“发现了一类全新的共线磁性秩序”。西诺瓦教授在获奖声明中表示：“这一奖项认可了一项基本发现，它挑战了凝聚态物理中最成熟的范式之一。”

第三种磁性形态：什么是交替磁性？

交替磁性（altermagnetism）是一种新型磁有序。与反铁磁类似，它的磁矩在微观上相互抵消，整体不显示净磁化；但在电子能带结构上，它却拥有类似铁磁体的自旋极化特征。这种“零净磁化下的自旋劈裂”意味着，交替磁体支持完全自旋极化的电流，同时具备极高的磁矩翻转速度，频率可达太赫兹量级。什梅卡尔博士将这一特性描述为“反铁磁的骨架，铁磁的电子灵魂”。这种组合在传统材料中从未出现，因此冲击了百年来对物质磁性的理解。

发现之路：从自旋电子学到对称性突破

这项突破源于多年来对电子自旋输运的理论探索。西诺瓦团队在美因茨大学与容维尔特团队在布拉格展开紧密合作。什梅卡尔于2016年至2024年在美因茨大学度过八年，从博士到博士后，主导了交替磁性的理论框架构建。关键节点出现在2022年，团队发表了对交替磁性的系统性对称性分类，并预测了数百种这类材料。下表梳理了核心时间线：

实验证实：从理论到全球研究热潮

理论预测很快吸引了全球实验学家。角分辨光电子能谱（ARPES）直接观测到了交替磁体独特的电子自旋结构；电输运测量则验证了其自旋极化电流。2024年初，多个独立团队在ScienceDaily等期刊发表实验证据，确认了交替磁性的存在。此后，研究热度急剧升温，短短几年内涌现数百篇相关论文，交替磁性成为国际凝聚态物理会议的热门主题。另据美因茨大学发布的官方新闻稿确认，这一领域现已覆盖欧洲、北美和亚洲数十个研究组。

2026年欧洲物理学奖：肯定突破性贡献

欧洲物理学奖设立于1975年，表彰在凝聚态物理领域做出重大进展的科学家。2026年奖项特别指出，交替磁性的确立“为凝聚态物理增加了一个新的基本对称性类别”。颁奖典礼于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质分部大会（CMD32）上举行。西诺瓦在典礼上补充说：“发现一个全新的磁相在百年间未被察觉，表明即使是最成熟的科学领域仍可能藏着基本惊喜。”

三位获奖科学家：背景与分工

杰罗·西诺瓦是德国约翰内斯·古腾堡大学美因茨分校物理学教授，兼任自旋现象跨学科中心主任，研究方向为磁性、自旋电子学和量子材料。利博尔·什梅卡尔目前隶属于马克斯·普朗克复杂系统物理研究所、马克斯·普朗克化学物理固体研究所和捷克科学院，他在2016至2024年间完成了交替磁性的核心理论工作。托马斯·容维尔特则与捷克科学院和英国诺丁汉大学有联聘关系，他主导了对称性分类的数学基础。三人协作多年，最终揭开了物质磁性中隐藏最深的秘密。

未来应用：自旋电子学与量子计算

交替磁体的独特性质为新一代信息器件带来希望。它能在无外磁场的情况下产生和探测纯自旋流，同时具有太赫兹级超快磁动力学，这比传统铁磁体快数百倍。这意味着交替磁性有望实现超高密度、超低功耗的存储器和逻辑器件。更深远的，它与拓扑现象、非常规超导和强关联量子物态直接关联，为量子计算提供前所未有的材料平台。据AP通讯社报道，科学家正在探索用交替磁体制备量子比特，其相干时间可能远优于现有方案。

常见问题解答

Q1: 交替磁性与铁磁、反铁磁的核心区别是什么？

A1: 交替磁性材料具有类似反铁磁的零净磁化，但其电子结构与铁磁体相似，能产生高度自旋极化的电流，同时具有超快磁动力学特性。传统铁磁体有净磁化，反铁磁无净磁化也无自旋极化，交替磁性则兼具两者之长。

Q2: 交替磁性何时能被观察到？

A2: 2022年理论预测后，2024年实验学家通过ARPES和电输运测量在具体材料中证实了交替磁性。此后多种交替磁材料被陆续发现，目前已有数百种候选材料。

从铁磁、反铁磁到交替磁性，物理学对磁有序的认识正经历百年来的首次范式跃迁。随着更多实验验证和应用开发，交替磁性有望成为下一代信息技术的核心材料基础。这一发现提醒我们，最成熟的科学领域依然等待新的惊喜。

Market Overview

科学家发现交替磁性——第三种磁性形态，颠覆了铁磁与反铁磁的百年二分法。三位物理学家因这一突破荣获2026年欧洲物理学奖。交替磁体兼具零净磁化与自旋极化电子，有望催生超高速自旋电子器件和新型量子材料，为未来信息技术开辟全新路径。这一发现已引发全球数百项后续研究，被视为凝聚态物理领域的历史性转折。