Muda wa sumaku wa atomi ndio wingi halisi wa vekta ambayo hubainisha sifa za sumaku za dutu yoyote. Chanzo cha malezi ya sumaku, kwa mujibu wa nadharia ya classical electromagnetic, ni microcurrents zinazotokana na harakati ya elektroni katika obiti. Muda wa sumaku ni sifa ya lazima ya chembe zote msingi, viini, makombora ya elektroni ya atomiki na molekuli bila ubaguzi.
Magnetism, ambayo ni asili katika chembe zote za msingi, kulingana na mechanics ya quantum, inatokana na kuwepo kwa muda wa mitambo ndani yao, inayoitwa spin (kasi yake ya mitambo ya asili ya quantum). Sifa za sumaku za kiini cha atomiki zinaundwa na muda wa spin wa sehemu za msingi za kiini - protoni na neutroni. Magamba ya kielektroniki (mizunguko ya ndani ya atomiki) pia yana muda wa sumaku, ambayo ni jumla ya muda wa sumaku wa elektroni zilizo juu yake.
Kwa maneno mengine, matukio ya sumaku ya msingichembe na obiti za atomiki zinatokana na athari ya kiufundi ya kiasi cha atomiki inayojulikana kama kasi ya spin. Athari hii ni sawa na kasi ya angular ya mzunguko karibu na mhimili wake wa kati. Kasi ya mzunguko hupimwa katika nadharia thabiti ya Planck, msingi thabiti wa nadharia ya quantum.
Neutroni, elektroni na protoni zote, ambazo, kwa kweli, atomu hiyo inajumuisha, kulingana na Planck, zina mduara sawa na ½. Katika muundo wa atomi, elektroni, zinazozunguka karibu na kiini, pamoja na kasi ya spin, pia zina kasi ya angular ya orbital. Kiini, ingawa kinachukua nafasi tuli, pia kina kasi ya angular, ambayo hutengenezwa na athari ya mzunguuko wa nyuklia.
Uga wa sumaku ambao hutoa muda wa sumaku ya atomiki hubainishwa na aina mbalimbali za kasi hii ya angular. Mchango unaoonekana zaidi katika kuundwa kwa shamba la magnetic hufanywa na athari ya spin. Kulingana na kanuni ya Pauli, kulingana na ambayo elektroni mbili zinazofanana haziwezi kuwa wakati huo huo katika hali ya quantum, elektroni zilizounganishwa huunganishwa, wakati kasi ya spin yao hupata makadirio yaliyo kinyume cha diametrically. Katika kesi hiyo, wakati wa magnetic wa elektroni hupunguzwa, ambayo inapunguza mali ya magnetic ya muundo mzima. Katika baadhi ya vipengele ambavyo vina idadi hata ya elektroni, wakati huu hupungua hadi sifuri, na vitu vinaacha kuwa na mali ya magnetic. Kwa hivyo, muda wa sumaku wa chembe za msingi za kibinafsi huwa na athari ya moja kwa moja kwenye sifa za sumaku za mfumo mzima wa nyuklia-atomiki.
Vipengee vya Ferromagnetic vilivyo na idadi isiyo ya kawaida ya elektroni vitakuwa na sumaku isiyo na sufuri kila wakati kutokana na elektroni ambayo haijaoanishwa. Katika vipengele vile, obiti za jirani zinaingiliana, na wakati wote wa spin wa elektroni zisizo na paired huchukua mwelekeo sawa katika nafasi, ambayo inaongoza kwa mafanikio ya hali ya chini ya nishati. Mchakato huu unaitwa mwingiliano wa kubadilishana.
Kwa mpangilio huu wa nyakati za sumaku za atomi za ferromagnetic, uga wa sumaku hutokea. Na vitu vya paramagnetic, vinavyojumuisha atomi zilizo na wakati usio na mwelekeo wa sumaku, hazina uwanja wao wa sumaku. Lakini ikiwa utazifanyia kazi kwa chanzo cha nje cha sumaku, basi nyakati za sumaku za atomi zitatoka, na vitu hivi pia vitapata sifa za sumaku.
