Os campos magnéticos elevados têm o potencial de modificar o arranjo microscópico dos momentos magnéticos, pois superam as interações existentes em um campo zero. Usualmente, campos altos que excedem um certo valor crítico forçam os momentos a se alinharem na mesma direção do campo, levando a arranjo ferromagnético. Contudo, um estudo recente mostrou que nem sempre é esse o caso. Os experimentos ocorreram no ímã de alto campo na fonte de nêutrons BER II do HZB, que gera um campo magnético constante de até 26 Tesla. Isso é cerca de 500, 000 vezes mais forte que o campo magnético da Terra. Outros experimentos com campos magnéticos pulsados ​​de até 45 Tesla foram realizados no Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR).

Os físicos examinaram cristais de U ₂ Pd ₂ No, que formam uma classe especial de sólidos (sistemas Shastry-Sutherland). As interações entre os átomos de urânio magneticamente ativos são bastante complexas nesta estrutura, principalmente devido aos orbitais 5f estendidos dos elétrons mais externos do urânio em um sólido. Esses elétrons 5f também são portadores do momento magnético do material.

Usando difração de nêutrons em campos fortes, eles encontraram uma estrutura magnética modulada não colinear incomumente complicada acima de um campo magnético crítico. A célula unitária magnética é vinte vezes maior do que a unidade cristalográfica, contendo 80 momentos magnéticos. Tal estrutura é uma consequência da competição entre diferentes interações fortes e o campo aplicado. "Nossos resultados são importantes por duas razões, "Dr. Karel Prokes (HZB) diz." Primeiro, eles mostram que a fase induzida por campo não é ferromagnética e o aumento da magnetização em campos altos é provavelmente devido a uma rotação gradual de momentos U em direção à direção do campo, uma descoberta que pode ser relevante para muitos outros sistemas; e em segundo lugar, eles podem ajudar a desenvolver teorias mais precisas sobre os sistemas de elétrons 5f. "