Mıknatıslar neden sadece demir, nikel ve kobaltı çekerler?

Öncelikle bunların yanında Gadolinyumun da çekildiğini belirteyim. Elektron dizilimlerinden kaynaklı. Bu elementler bir veya daha fazla eşlenmemiş elektron barındırdıkları için manyetik alanlarını sönümleyecek başka bir elektron yok. Sönümlenmedikleri için de mıknatıs tarafından çekiliyorlar.

Bu soru atomik ölçekte madde ve enerjinin davranışınıyla ilişkili olduğundan sorunun cevabına kuantum mekaniği ışık tutar. Aslında bu oldukça karmaşık bir konu; daha iyi anlaşılması ve ezber olmaması için elektromanyetik teoriye bakmanızı tavsiye ederim.

Mıknatıslanmanın oluşumu spinler aracılığıyla açıklanır. (Spin: Fizikte bir parçacığın açısal momentumu. Bu açısal momentum, elektrona Bohr Magnetonu olarak da bilinen bir manyetik moment verir.)

Demir, nikel, kobalt ve gadolinyumda, eşlenmemiş spinler olarak adlandırılan etkileşimler vardır. Bu etkileşimler, atomların manyetik momentlerinin kalıcı olarak birbirine paralel olarak hizalanmasını sağlar.^[1][2] Bu belirli hizalanma, net magnetik momentin oluşmasına, dolayısıyla maddenin mıknatıslar tarafından etkilenmesine neden olur. Birçok materyalde ise elektronların rastgele dağılımı bu momentlerin birbirini götürmesine ve net magnetik momentin oluşamayıp materyalin mıknatıs tarafından etkilenmemesine neden olur.