Uma matriz de Halbach é um arranjo especial de ímanes permanentes que aumenta o campo magnético num dos lados da matriz, ao mesmo tempo que cancela o campo para perto de zero no outro lado. Isto é conseguido através de um padrão de magnetização espacialmente rotativo.
O físico Klaus Halbach, enquanto trabalhava no Laboratório Nacional Lawrence Berkeley durante a década de 1980, inventou independentemente a matriz de Halbach para focar feixes de aceleradores de partículas.
O cilindro magnético de Halbach combina a disposição radial e paralela do íman. Suponhamos que o efeito final é negligenciado e que a permeabilidade do material magnetizado circundante é considerada infinita. Nesse caso, a estrutura do íman permanente acaba por formar um campo lateral, o que constitui uma característica importante do Halbach.
Um cilindro de Halbach é um cilindro magnetizado composto por material ferromagnético que produz (no caso idealizado) um campo magnético intenso confinado inteiramente dentro do cilindro, com campo nulo no exterior. Os cilindros também podem ser magnetizados de forma a que o campo magnético esteja inteiramente fora do cilindro, com campo zero no seu interior. Várias distribuições de magnetização são mostradas nas figuras
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