إبرة البوصلة المغناطيسية تشير دائمًا إلى الشمال، لأن المغناطيسات الذرية داخل المادة كلها مصطفة في اتجاه واحد. لكن هناك مواد تكون فيها الذرات المتجاورة موجهة في اتجاهين متعاكسين — مثل صفوف من الجنود يقف كل صف في مواجهة الآخر. تسمى هذه المواد المضادة للمغناطيسية الحديدية (antiferromagnets). ومن الصعب تبديل اتجاهها: فالمجال المغناطيسي العادي لا يستطيع أن يقلب كل الجنود في آن واحد، لأن نصفهم بالفعل ينظر في الاتجاه الصحيح، والنصف الآخر في الاتجاه المعاكس.

درس الباحثون ما يحدث على سطح المادة المضادة للمغناطيسية الحديدية. اتضح أن الذرات عند الحافة تتصرف بشكل مختلف: روابطها مع الجيران أضعف، وهي تستجيب للمجال الخارجي بسهولة أكبر. إذا كان السطحان العلوي والسفلي للمادة مختلفين في البنية، فعند تغيير المجال ببطء يمكن جعل الجنود على السطح ينقلبون في الاتجاه المطلوب، ثم ينتشر هذا التغيير إلى الداخل. هكذا تنقلب النطاقات المغناطيسية — وهي مناطق ذات اتجاه موحد للمغنطة — دون أي أجهزة إضافية.

هذه الآلية تفسر السلوك الغامض للمادة المضادة للمغناطيسية الحديدية فان دير فالس MnBi2Te4، حيث لوحظ التخلفية (hysteresis) — أي اعتماد الاستجابة على اتجاه تغيير المجال. الآن أصبح واضحًا أن الذرات السطحية تلعب الدور الحاسم. وهذا يعني أن التحكم في المواد المضادة للمغناطيسية الحديدية يمكن أن يكون أبسط مما كان يُعتقد — فقط بمجال مغناطيسي، دون دوائر كهربائية معقدة. وهذا يفتح الطريق أمام أجهزة جديدة لتخزين ومعالجة المعلومات.