Кристалл железа похож на мозаику из множества плотно упакованных зерен. Там, где одно зерно встречается с другим, возникает граница — узкий шов с нарушенным порядком. Именно в этих швах скрываются сюрпризы для магнетизма.

Ученые рассчитали, как атомы железа взаимодействуют друг с другом на трех типах таких границ. Оказалось, что на самом шве магнитные связи могут перевернуться: вместо того чтобы выстраиваться в одном направлении, спины соседних атомов начинают смотреть в противоположные стороны. Это похоже на то, как в толпе люди обычно идут в одну сторону, но в узком проходе кто-то разворачивается и мешает общему движению.

Когда в такой шов попадают атомы фосфора, они еще сильнее меняют магнитную картину. Фосфор действует как камешек в шестеренке: он подавляет перевернутые связи и перераспределяет взаимодействия вокруг себя.

Но насколько это важно для всего куска железа? Исследователи провели компьютерное моделирование и увидели: даже при заметном количестве границ температура Кюри — точка, где железо теряет намагниченность, — падает совсем немного. Основной объем металла остается нетронутым, и именно он задает общий магнитный характер.

Так что швы в железной мозаике действительно влияют на магнетизм, но лишь локально. Чтобы заметно ослабить магнит, пришлось бы искусственно сделать границы почти везде — а в реальных материалах такого не бывает.