Feromagnetismus u plynů?

Dokážete si předsavit něco jako magnetický plyn? Feromagnetismus  látek se projevuje pouze, když je materiál v krystalickém stavu. Feromagnetická látka se v kapalném či plynném stavu chová jako látka paramagnetická. Tak tyto dvě předchozí věty už nejsou tak docela pravda. Učebnice fyziky se budou stále muset opravovat a přepisovat.  Ptáte se proč? Vědcům z MIT se poprvé podařilo pozorovat feromagnetismus v "atomovém plynu" lithia ochlazeném těsně nad absolutní nulu. Feromagnetismus tedy zřejmě není vlastností struktury látky, jak se doposud soudilo.

Feromagnetické látky (železo, kobalt nikl,...) jsou složeny z paramagnetických atomů, které v jednotlivých atomech ruší tzv. elementární magnetická pole vyvolaná elektrony v atomech. Ve feromagnetických látkách jsou tyto paramagnetické atomy v uspořádání, které ovšem značně zesiluje magnetické pole. Jedná se tedy o výrazné magnetické látky. Již slabým vnějším magnetickým polem lze u feromagnetických látek vyvolat takové uspořádání atomů, že se magnetické pole zesílí. Říkáme tomu magnetování látky, která se pak chová jako trvalý magnet i poté, kdy je vnější magnetické pole dávno odstraněno.

Feromagnetická látka je pod určitou teplotou, která se nazývá Curieova, zmagnetizovaná i bez přítomnosti vnějšího pole. Po celá desetiletí se vedl spor o to, zda takové chování mohou vykazovat i kapaliny nebo plyny.

Zmíněné chování feromagnetického plynu bylo pozorováno u izotopu lithia 6, které má v atomu 3 neutrony, 3 protony a 3 elektrony. Tento lichý počet částic údajně znamená, že se tento atom může chovat podobně jako elektrony v krystalech feromagnetických látek - jako miniaturní magnet.

V přírodě se podobné kapaliny nebo plyny vyskytují v podobě elektronových plynů v kapalném He3 (možná také v neutronových hvězdách). V těchto případech však feromagnetické vlastnosti nebyly zatím pozorovány. U atomů lithia ochlazených v magnetické pasti infračerveným laserovým paprskem naopak došlo ke spontánní magnetizaci se shodnou orientací magnetických dipólů. Tyto vlastnosti se měly projevit například rychlejší expanzí plynu, pokud byl uvolněn z pasti.