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Ferromagnetismo e domini magnetici

1907
  • Pierre-Ernest Weiss
Analisi dei materiali ferromagnetici nel laboratorio di fisica dello stato solido.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Ferromagnetism is the mechanism by which certain materials, like iron, form permanent magnets. It arises from a quantum mechanical exchange interaction that causes atomic magnetic moments to align spontaneously in regions called magnetic domains. Below the Curie temperature, these domains can be aligned by an external magnetic field, creating a strong, persistent magnete anche dopo la rimozione del campo esterno.

Pierre Weiss propose il concetto di domini magnetici nel 1907 per spiegare le proprietà dei materiali ferromagnetici. Teorizzò che all'interno di un materiale ferromagnetico ci fossero piccole regioni, oggi note come domini di Weiss, in cui i momenti magnetici atomici erano tutti allineati nella stessa direzione, con conseguente forte magnetizzazione locale. In un pezzo di materiale ferromagnetico non magnetizzato, i domini erano orientati in modo casuale, quindi i loro campi magnetici si annullavano a vicenda e il materiale nel suo complesso non aveva alcun campo magnetico netto.

When an external magnetic field is applied, two processes can occur: the domains that are already aligned with the field can grow at the expense of their neighbors (domain wall motion), and the magnetic moments within other domains can rotate to align with the external field. When the external field is strong enough, nearly all domains become aligned, and the material is said to be saturated. For hard magnetic materials, this alignment can persist even after the external field is removed, creating a permanent magnete. This persistence is called remanence. The strength of the reverse field needed to demagnetize the material is called its coercivity.

UNESCO Nomenclature: 2211
- Fisica dello stato solido

Tipo

Proprietà fisica

Interruzione

Fondamento

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • scoperta di una calamita naturalmente magnetica
  • comprensione dei momenti magnetici atomici
  • sviluppo della meccanica quantistica
  • osservazione dell'isteresi magnetica

Applicazioni

  • magneti permanenti nei motori e negli altoparlanti
  • archiviazione dati magnetica (dischi rigidi, nastri magnetici)
  • trasformatori e induttori
  • schermatura magnetica
  • sensori

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • memoria domain-wall (memoria racetrack)
  • materiali magnetici programmabili con domini sintonizzabili
  • sistemi di refrigerazione magnetica ad alta efficienza
  • materiali auto-riparanti mediante riallineamento del dominio magnetico
  • dispositivi logici spintronici a bassissima potenza
  • inchiostri magnetici per documenti e valuta sicuri
  • sensori biomedici basati sul movimento della parete del dominio
  • attuatori magnetici avanzati per la robotica morbida
  • induttori ad alta frequenza con strutture di dominio ingegnerizzate
  • pellicole di visualizzazione del campo magnetico
Related to: ferromagnetism, magnetic domain, Weiss domain, exchange interaction, Curie temperature, permanent magnet, hysteresis, remanence, coercivity, solid-state physics.

Contesto storico

Ferromagnetismo e domini magnetici

1900-12-14
1902
1904
1907
1909
1910
1912
1900
1902
1902
1907
1909
1910
1911-04-08
1913

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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