Halbachov niz je posebna razporeditev serije trajnih magnetov. Niz ima prostorsko vrteči se vzorec magnetizma, ki na eni strani izniči polje, na drugi pa ga poveča. Glavne prednosti Halbachovih nizov so, da lahko proizvedejo močna magnetna polja na eni strani, medtem ko ustvarijo zelo majhno razpršeno polje na nasprotni strani. Ta učinek je najbolje razumeti z opazovanjem porazdelitve magnetnega toka.
Trakovi feromagnetnih materialov (materiali, ki jih je mogoče trajno magnetizirati) z izmeničnimi magnetizacijami so združeni tako, da so magnetna polja poravnana nad ravnino sestavljene strukture, medtem ko so pod strukturo polja v nasprotni smeri in izničijo. Natančneje, izmenične komponente magnetizacije so p/2 ali 90oizven faze.
V idealnem primeru, prikazanem zgoraj, bi ta superpozicija ustvarila polje nad ravnino, ki je dvakrat večje, kot če bi bila struktura enakomerno magnetizirana, in nobenega polja pod ravnino. Vendar v resnici idealnega primera nikoli ne opazimo in na spodnji strani se ustvari zelo majhno polje. To ureditev je mogoče nadaljevati za nedoločen čas za izdelavo velikih nizov.
Te strukture "enostranskega toka" je prvi odkril John C. Mallinson leta 1973, ki jih je opisal kot "zanimljivosti" z možnostjo izboljšanja tehnologije snemanja na magnetni trak. Vendar njihov resnični potencial ni bil uresničen šele v osemdesetih letih prejšnjega stoletja, ko je Berkleyjev fizik Klaus Halbach neodvisno znova odkril ta magnetni pojav in ustvaril Halbachove nize za uporabo v pospeševalnikih delcev. Halbach je izdelal nize z uporabo feromagnetnega materiala kobalta za ustvarjanje močnih magnetnih polj za fokusiranje in krmiljenje žarkov pospeševalnika delcev.
Halbachovi nizi imajo zdaj veliko aplikacij in se uporabljajo v številnih sistemih različne kompleksnosti. Ena najpreprostejših aplikacij Halbachovih nizov je v magnetih za hladilnik. V tem primeru se izkoriščajo lastnosti enostranskega toka, da se poveča zadrževalna moč magneta. Spremenljivi nizi magnetnih palic se lahko kombinirajo tudi za ustvarjanje preprostih sistemov zaklepanja. Če so magnetizacije palic razporejene tako, da je polje maksimizirano nad ravnino in minimalizirano pod njo, se lahko omejitev toka obrne z vrtenjem vsake palice 90o.
Naprednejši primer Halbachovega niza v akciji je železniška proga Maglev ali Inductrack, kjer se za podporo vagona uporablja magnetna levitacija. Magnetni nizi dvignejo vlak na majhno razdaljo nad tirnico in lahko prenesejo težo, ki je do 50-krat večja od teže magneta. Delovanje temelji na principu indukcije; ko se niz prenaša preko kovinskih tirnih tuljav, variacije v magnetnem polju inducirajo napetost v tiru. Tir nato ustvari svoje lastno magnetno polje in podobno kot ko poskušate potisniti oba podobna pola magnetnih palic skupaj, ko se to polje poravna s poljem, ki ga ustvari Halbachova matrika, odboj povzroči, da vlak levitira. Maglev vlaki ne trpijo zaradi številnih sil trenja, ki upočasnjujejo tradicionalne vlake na kolesih in so sposobni zagotoviti visoke hitrosti prevoza. Dejansko je japonski sistem vlakov SCMaglev, ki je leta 2003 dosegel 361 mph, trenutno v Guinnessovi svetovni rekord za najhitrejši železniški prevoz.
Halbachovi nizi se uporabljajo tudi v naprednih znanstvenih poskusih, kot so sinhrotroni in laserji prostih elektronov (FEL), kjer so znani kot Halbachovi 'wigglerji'. FEL imajo zelo široko in zelo nastavljivo frekvenčno območje in se uporabljajo v številnih aplikacijah, od medicinskih do vojaških. Halbachov wiggler je ena od osrednjih komponent FEL, kjer se magnetno polje matrike uporablja za občasno 'miganje' snopa nabitih delcev (običajno elektronov). Učinek miganja povzroči spremembo smeri in s tem spremembo pospeška delcev. To posledično vodi do oddajanja sinhrotronskega sevanja visoke intenzivnosti (fotonov) v kombinaciji z zunanjim laserskim virom.
Možno je izdelati tudi Halbachove cilindre in obroče, kjer je magnetno polje močno znotraj obroča ali cilindra, zunaj pa zanemarljivo ali obratno, odvisno od razporeditve magnetov. Te strukture se običajno uporabljajo za brezkrtačne motorje na izmenični tok, kjer lahko tradicionalno razpršena polja zmanjšajo navor in učinkovitost. Ker pa so cilindri Halbach s svojo strukturo samo po sebi zaščiteni, saj je skoraj ves tok v središču, se lahko izognejo tej težavi in ustvarijo višje navore.