همه ما پایه آهن ربا را می دانیم. آهن رباها ها فلزات بخصوصی را جذب می کنند و قطب های شمال و جنوب دارند. قطب های مخالف همدیگر را جذب می کنند. در حالی که قطب های مشابه همدیگر را می رانند. میدان های مغناطیسی (آهن ربایی) و الکتریکی باهم نسبت دارند و مغناطیس همراه با نیروی جاذبه و نیروهای اتمی ضعیف و قوی، یکی از چهار نیروی اصلی در جهان است.
اما هیچ یک از این واقعیات به پرسش های اصلی ما درباره آهن ربا پاسخ نمی دهند. مثلاً این که واقعاً چه چیزی آهن ربا را به فلزات مشخصی می چسباند؟ چرا آهن ربا به فلزات دیگر نمی چسبد؟ چرا آهن رباها بسته به وضعیتشان یکدیگر را جذب یا دفع می کنند و چرا آهن رباهای نئودیمیوم neodymium خیلی قوی تر از آهن رباهایی که بچه ها با آنها بازی می کنند هستند؟
فهمیدن پاسخ این پرسش ها کمک می کند تا درباره آهن ربا تعریفی اصولی ارایه دهیم. آهن رباها اشیایی هستند که میدان های مغناطیسی تولید می کنند و فلزاتی مثل آهن، نیکل و کبالت را جذب می کنند. خطوط نیروی میدان مغناطیسی از قطب شمال آهن ربا خارج می شود و از قطب جنوبش وارد می شود. آهن رباهای سخت یا دایمی میدان های مغناطیسی خودشان را همیشه ایجاد می کنند. آهن رباهای نرم یا موقتی میدان های مغناطیسیشان را در حضور یک میدان مغناطیسی دیگر و تا مدت زمان کوتاهی بعد از خروج از این میدان تولید می کنند. آهن رباهای الکتریکی (آهنی که به وسیله جریان برق خاصیت آهن ربایی پیدا می کند)، میدان های مغناطیسی را تنها موقعی که الکتریسیته از میان سیم پیچ سیم عبور می کند تولیدمی کنند.
تا سال های اخیر همه آهن رباها از عناصر فلزی یا ترکیبات فلزی ساخته می شدند. این مواد آهن رباهایی با نیروهای مختلف تولید می کردند. برای مثال برخی از این آهن رباها عبارتند از:
-آهن رباهای کرومیک Ceramic magnets- مثل آهن رباهایی که در یخچال و آزمایش های علمی مدرسه مورد استفاده قرار می گیرد، حاوی اکسید آهن در یک مخلوط کرامیک است. بیشتر آهن رباهای کرامیک که بعضی وقت ها به عنوان آهن رباهای دارای ترکیبات آهن شناخته می شوند قوی نیستند.
-آهن رباهای آلنیکو Alnico magnets- از آلومینیوم، نیکل و کبالت ساخته شده ا ند. آنها قوی تر از آهن رباهای کرامیک هستند، اما نه به قوی ای آنهایی که با یک طبقه از عناصر که به عنوان فلزات نادر زمین شناخته می شوند، مخلوط شده اند.
-آهن رباهای کبالت سمریوم Samarium cobalt- آهن هایی هستند که از ترکیب کبالت با عنصر نادر زمین که "سمریوم" است، ساخته شده است. در چند سال گذشته، همچنین دانشمندان پلی مرهای مغناطیسی یا آهن رباهای پلی مری magnetic polymers را کشف کرده اند. بعضی از اینها بعضی از اینها قابل خم شدن و با قالب درست کردن هستند. هرچند که بعضی از آنها تنها در دماهای بی نهایت پایین کار می کنند و بقیه تنها فلزات خیلی سبک وزن مانند براده آهن را می گیرند.
تلاش اندکی لازم است تا موادی که نام آنها برده شد خاصیت آهن ربایی پیدا کنند. در بخش بعدی می بینیم که چگونه این اتفاق می افتد.