A szilárdtestfizikusok az anyagok számos tulajdonságát tudják már pontosan befolyásolni, ám a mágneses jellemzőket mindeddig nehéz volt előre megtervezni. Japán kutatók most egy egyszerű elméleti modellre alapozva olyan mágnest készítettek, amely pontosan az előre kiszámított tulajdonságokkal rendelkezik, és melegítés hatására kétszer is pólust vált.
Az anyagok mágneses tulajdonságait az atomok mágneses momentumainak egymáshoz viszonyított helyzete határozza meg. A ferromágneses anyagokban (például a vasban) a mágneses momentumok alacsony hőmérsékleten egymással párhuzamosan rendeződnek, ezért az anyagnak állandó mágnesezettsége van. Az antiferromágneses anyagokban éppen ellenkező a helyzet: a szomszédos atomok mágneses momentumai egymással ellentétesen állnak be, ezért az ilyen anyagok mágnesezettsége az abszolút nulla fokon nulla. Lényegében hasonlóan viselkednek a ferrimágneses anyagok: a szomszédos elemi mágnesek itt is egymással antiparalell állnak be, de vagy a számuk, vagy a nagyságuk eltérő, ezért csak részlegesen kompenzálják egymást, így az anyagnak maradandó mágnessége van. Ennek a "maradék mágnesség"-nek az iránya melegítéssel változtatható, mivel az egymást kiegyenlíteni igyekvő komponensek melegítés hatására eltérő mértékben változhatnak.
A Tokiói Egyetem Kazuhito Hashimoto vezette kutatócsoportja olyan anyagot állított elő, amelynek mágnesezettsége az abszolút nulla fokhoz közeli kezdeti értékről 33 kelvinen az ellenkezőjére, majd 53 kelvinen ismét az ellenkezőjére fordul, mígnem 61 kelvinen a hőmozgás teljes rendezetlenséget nem teremt, és a minta a maradék mágnességét is elveszíti. A kutatók egy egyszerű köbös kristályszerkezetből indultak ki, és a rácspontokba váltakozó sorrendben vas-, króm-, nikkel-, és mangánatomokat "ültettek": így olyan egymáson áthatoló alrácsokat hoztak létre, amelyek mindegyike a másiktól függetlenül ferromágnesesen viselkedik, és irányításuktól függően részlegesen lerontják egymás hatását. A kristály teljes mágnesezettsége egy adott hőmérsékleten az egyes alrácsok mágnesezettségének összege. Az "egymásba rakott" mágnesek a hőmérséklettől eltérő módon függenek, az eredő mágnesezettség így két hőmérsékletnél is előjelet vált.
Hashimoto és munkatársai a kristályrács molekuláris térelméleti modellje alapján előre kiszámították az anyag várható tulajdonságait. A megfelelő pontosság eléréséhez általában az egyes atomoknak sok, egy adott távolságon belüli környező atommal való kölcsönhatását kell figyelembe venni. Ezúttal viszont, a fématomok közti viszonylag nagy távolságok miatt elegendő volt csupán a "legközelebbi szomszédok" hatására szorítkozni. Ebben a közelítésben a számítások jócskán leegyszerűsödtek, és így mód nyílt a kívánt tulajdonságú szerkezet elméleti megtervezésére.
A molekuláris térelméleti modell általában csak közelítő eredményt ad. Ezért a siker valójában a kutatókat is meglepte, hiszen ez az első és mindeddig az egyedüli példa arra, hogy ez az egyszerű modell ennyire pontos, és kísérletileg is igazolt eredményre vezetett.