热胀冷缩是一般物体的特性，可以说，只要是物体，理论上就应该会出现这个现象。百科对于热胀冷缩是这样解释的：当物体受热时会出现膨胀的现象，而遇冷时则会开始收缩。

虽然在同一个温度下，物体不会膨胀到一样大，缩小的程度也不会一样，但是热胀冷缩的确是极其常见的现象，然而，自然界中可不存在百分百的绝对事件，就算是热胀冷缩，也存在反例，而不变钢就是其中之一。

神奇的不变钢

不变钢，也被称为因瓦合金、恒范钢、殷瓦钢，这种钢材的特点，是含有36%的镍元素。物体每上升单位温度的相对膨胀率被称为热膨胀系数，这个数字越大，那么膨胀效应就越显著。也就是说，热膨胀系数越大的物体，在温度升高时，膨胀的程度会更大一些。

热膨胀系数是衡量物体热胀冷缩水平的重要指标，而不变钢的热膨胀系数极低，这让它在极低的温度或超过室温的温度范围内，都能保持一个固定的长度。

不变钢为什么不会出现热胀冷缩的现象？要回答这个问题，我们就需要先了解其他物体出现热胀冷缩的原因。

科学家告诉我们，物体都是由无数粒子组成的，而粒子动得快还是动得慢，则取决于温度。温度增高时，组成物体的粒子会“感觉到热”，于是振动的幅度就变大了，物体也随之膨胀起来。当温度降低时，粒子被“冻”得不行，就像在冬天里战战兢兢，不愿意活动的我们一样，粒子的振动幅度也减少了，物体自然就收缩了。

热胀冷缩受到物体的形状、体积和密度等因素的影响，然而构成不变钢的粒子，却好像感受不到外界温度的改变似的，无论温度的升高或降低，这些粒子都“佛系”的保持着一个振动频率。

这种神奇的现象让科学家们想不明白，科学家把这个特殊的现象取名为“因瓦效应”，并对其展开了极其深入的研究。

因瓦效应是怎么产生的？

科学家知道，热膨胀与熵有关，而不变钢不会出现热膨胀，肯定是出现了某种不知名的东西，与热膨胀相互抵消了。

一开始，科学家猜测这个问题的答案是磁性，不过，发现因瓦效应以及提出磁性是影响因素的瑞典科学家夏尔·纪尧姆并没有大量的数据支持。

最近，加州理工学院的一个团队发表了一篇论文，宣布他们找到了因瓦效应出现的真正原因。

研究人员在一块不变钢身上施加了超过大气压20万倍的压强，同时引导一束X射线穿过合金。研究人员用这个做法同时测定不变钢的磁性以及原子振动，最终找到了答案。

研究人员测量了不变钢的原子振动以及其电子在温度升高时的自旋态，最终研究人员发现，原子振动产生的热膨胀的确是被磁性抵消了。

根据研究人员的解释，在低温下，不变钢粒子的电子共享着相同的自旋态，导致它们没有聚合在一起，而是分开得更远；而当温度升高时，其中一些电子的自旋态越来越多地出现翻转，使得电子变得越来越容易靠近彼此。

这个发现显然是一个好消息，不变钢是制造液化天然气载运船的重要原料，发明它的科学家获得了诺贝尔奖，然而自从在1896年被发明以来，不变钢的特性已经困扰了科学家们一百多年了。

研究人员表示，原子振动与磁性之间的这种耦合，或许有助于科学家们继续理解其他磁性材料中的热膨胀，并帮助开发其他可用于磁制冷的材料。