Zacznijmy od udzielenia odpowiedzi na to podstawowe pytanie. Magnesy, podobnie jak cała otaczająca nas materia, składają się z atomów. W każdym takim atomie znajduje się jądro otoczone przez jeden lub więcej ujemnie naładowanych elektronów. Każdy z tych elektronów wytwarza własne małe pole magnetyczne, a jeśli wystarczająco dużo tych pól magnetycznych zostanie skierowanych w tę samą stronę, to cały materiał stanie się magnetyczny.
Czytaj też: Co się dzieje z polem magnetycznym Ziemi? NASA śledzi dziwną anomalię
Wiadomo, że elektrony posiadają pola magnetyczne, a jednym ze sposobów na jego generowanie jest wirowanie elektronu. Odwracając spin, czyli moment pędu, sprawimy, że całe pole magnetyczne się odwróci. Kiedy natomiast elektrony łączą się w pary, to zazwyczaj ich spiny się wzajemnie niwelują. W efekcie magnetyzm netto atomu wynosi zero, choć nie zawsze się tak dzieje.
Istnieją bowiem pierwiastki, choćby w postaci żelaza, w których liczba elektronów i sposób ich rozmieszczenia wokół jądra okazują się nieco odmienne. W ich przypadku każdy atom żelaza posiada niesparowany elektron generujący niewielkie pole magnetyczne. Jeśli materiał jest nienamagnesowany, to indywidualne pola magnetyczne okazują się skierowane w przypadkowych kierunkach.
Dzieląc magnes sztabkowy na pół uzyskamy dwa kolejne magnesy posiadające przeciwne bieguny
Magnetyzm pojawia się, gdy subatomowe pola magnetyczne zostaną ustawione w tym samym kierunku. Ich połączenie tworzy znacznie silniejsze pole magnetyczne, natomiast cały materiał staje się magnesem. Nasza planeta także posiada własne pole magnetyczne, a biegun północny magnesu oznacza tę stronę, która wskazywałaby na biegun północny Ziemi, gdyby magnes mógł swobodnie wirować.
Czytaj też: Naukowcy okradli grafen z kolejnej tajemnicy. To najbardziej magnetoodporny materiał
W teorii oznacza to, że północny biegun magnetyczny na Ziemi jest tak naprawdę magnetycznym biegunem południowym, ponieważ przeciwne bieguny się przyciągają. Z punktu widzenia fizyki linie pola magnetycznego biegną natomiast na zewnątrz od bieguna północnego magnesu do jego bieguna południowego, tworząc zamkniętą pętlę. I choć kwestia magnetyzmu ma ściśle naukowe podstawy, które są od dawna badane przez najtęższe umysły świata, to wciąż magnetyzm potrafi zaskoczyć.
