안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
자기력은 전하가 움직일 때 생겨요. 전선에 전류가 흐르면 주변에 자기장이 생기는 것처럼, 원자 속 전자도 스스로 도는 성질인 스핀과 원자핵 둘레를 도는 운동으로 아주 작은 자석이 돼요. 대부분의 물질은 이 작은 자석들의 방향이 제각각이라 서로 상쇄되지만, 철, 코발트, 니켈은 이웃한 원자의 전자 스핀이 같은 방향으로 줄 서려는 양자역학적 힘이 강해요. 수많은 원자 자석이 한 방향으로 정렬하면 그 효과가 합쳐져 눈에 보이는 자석이 돼요.
자석을 반으로 자르는 건 이렇게 같은 방향으로 늘어선 원자 자석의 줄을 중간에서 끊는 것과 같아요. 잘린 조각 안의 원자들도 여전히 같은 방향을 보고 있으니, 한쪽 끝은 다시 N극, 반대쪽 끝은 S극이 돼요. 계속 잘라서 원자 하나까지 가도 그 원자 역시 N극과 S극을 함께 가져요.
N극만 있거나 S극만 있는 자석을 자기 홀극이라고 하는데, 이론적으로는 존재할 수 있다는 예측이 있지만 아직 실험에서 한 번도 발견되지 않았어요 :)