Halbachov niz je specifičan raspored serije trajnih magneta. Niz ima prostorno rotirajući obrazac magnetizma koji poništava polje s jedne strane, ali ga pojačava s druge strane. Glavne prednosti Halbachovih nizova su da mogu proizvesti jaka magnetna polja na jednoj strani dok stvaraju vrlo malo lutajuće polje na suprotnoj strani. Ovaj efekat se najbolje razume posmatranjem raspodele magnetnog fluksa.
Trake feromagnetnih materijala (materijali koji se mogu trajno magnetizirati) s naizmjeničnim magnetizacijama se kombinuju tako da se magnetna polja poravnaju iznad ravnine kompozitne strukture, dok su ispod strukture polja u suprotnim smjerovima i poništavaju se. Tačnije, naizmjenične komponente magnetizacije su p/2 ili 90ovan faze.
U idealnom slučaju, prikazanom gore, ova superpozicija bi proizvela polje iznad ravni koje je dvostruko veće nego da je struktura jednoliko magnetizirana, a nema polja ispod ravnine. Međutim, u stvarnosti se idealan slučaj nikada ne opaža i na donjoj strani se stvara vrlo malo polje. Ovaj raspored se može nastaviti neograničeno za proizvodnju velikih nizova.
Ove strukture "jednostranog fluksa" prvi je otkrio John C. Mallinson 1973. godine, koji ih je opisao kao "zanimljivosti" s potencijalom poboljšanja tehnologije snimanja magnetnom trakom. Međutim, njihov pravi potencijal nije ostvaren sve do 1980-ih, kada je fizičar iz Berkleya Klaus Halbach nezavisno ponovo otkrio ovaj magnetni fenomen i stvorio Halbachove nizove za upotrebu u akceleratorima čestica. Halbach je proizveo nizove koristeći feromagnetni materijal kobalt za stvaranje jakih magnetnih polja za fokusiranje i upravljanje snopovima akceleratora čestica.
Halbach nizovi sada imaju mnoge primjene i koriste se u nizu sistema različite složenosti. Jedna od najjednostavnijih primjena Halbachovih nizova je u magnetima za frižidere. U ovom slučaju se koriste svojstva jednostranog fluksa kako bi se povećala snaga držanja magneta. Varijabilni nizovi magnetnih šipki se također mogu kombinirati kako bi se stvorili jednostavni sistemi zaključavanja. Ako su magnetizacije štapova raspoređene tako da je polje maksimizirano iznad ravnine i minimizirano ispod nje, ograničenje fluksa se može promijeniti rotacijom svakog štapa 90o.
Napredniji primjer Halbachovog niza u akciji je maglev željeznička pruga ili Inductrack, gdje se magnetna levitacija koristi za potporu vagona. Magnetski nizovi podižu voz na malu udaljenost iznad pruge i mogu izdržati težinu do 50 puta veću od težine magneta. Operacija se zasniva na principu indukcije; kako se niz prolazi preko metalnih namotaja staze, varijacije u magnetnom polju induciraju napon u stazi. Staza tada stvara svoje magnetno polje i, slično kao kada pokušate da gurnete dva slična pola magneta sa šipkama zajedno, kada se ovo polje poravna s poljem koje proizvodi Halbach niz, odbijanje uzrokuje da voz levitira. Maglev vozovi ne trpe mnoge sile trenja koje usporavaju tradicionalne vozove na točkovima i mogu da obezbede transport velikom brzinom. Zapravo, japanski sistem vozova SCMaglev, koji je dostigao brzinu od 361 mph 2003. godine, trenutno drži Ginisov svetski rekord za najbrži železnički transport.
Halbachovi nizovi se također koriste u naprednim naučnim eksperimentima kao što su sinhrotroni i laseri na slobodnim elektronima (FELs), gdje su poznati kao Halbach 'wigglers'. FEL imaju vrlo širok i vrlo podesiv frekventni opseg i koriste se u mnogim aplikacijama u rasponu od medicinskih do vojnih. Halbach wiggler je jedna od osnovnih komponenti FEL-a, gdje se magnetsko polje niza koristi za periodično 'pomicanje' snopa nabijenih čestica (obično elektrona). Efekt vrckanja uzrokuje promjenu smjera, a time i promjenu ubrzanja čestica. Ovo zauzvrat dovodi do emisije sinhrotronskog zračenja visokog intenziteta (fotona) kada se kombinuje sa eksternim laserskim izvorom.
Također je moguće napraviti Halbach cilindre i prstenove, gdje je magnetno polje jako unutar prstena ili cilindra, ali zanemarljivo izvana, ili obrnuto, ovisno o rasporedu magneta. Ove strukture se obično koriste za AC motore bez četkica, gdje tradicionalno zalutala polja mogu smanjiti obrtni moment i efikasnost. Međutim, budući da su Halbach cilindri intrinzično zaštićeni svojom strukturom, s gotovo svim fluksom sadržanim u centru, oni su u stanju izbjeći ovaj problem i proizvesti veće momente.