Domini di Weiss

Gli spin degli elettroni, che costituiscono i mattoni magnetici elementari della materia, sono parzialmente allineati parallelamente l'uno all'altro nei solidi ferromagnetici anche in uno stato smagnetizzato (cioè quando il materiale non è magnetico) e non sono distribuiti in modo completamente casuale.
Nei materiali ferromagnetici, ad esempio, ci sono generalmente aree delle dimensioni di qualche decimo di millimetro in cui gli spin degli elettroni sono allineati parallelamente tra loro. Queste aree sono chiamate regioni o domini di Weiss (dal nome del fisico Pierre-Ernest Weiss). Un campo magnetico esterno fa sì che molti piccoli domini si fondano in domini più grandi e la magnetizzazione del solido diventa misurabile dall'esterno. Gli spin degli elettroni allineati parallelamente sono responsabili del campo magnetico macroscopico misurabile.

Di solito gli spin non sono allineati parallelamente nel loro insieme, ma solo all'interno di gruppi. L'allineamento degli spin tra i diversi gruppi non è quindi parallelo nella maggior parte dei casi. L'area di un ferromagnete in cui gli spin sono allineati in parallelo viene definita distretto bianco o dominio. I domini sono separati l'uno dall'altro dalle cosiddette pareti di Bloch.

Rendere visibili i domini di Weiss

Il fenomeno dei domini di Weiss può essere illustrato in un modello macroscopico. A tale scopo, si consideri un insieme di aghi di bussola montati in modo rotatorio su una piastra. Se gli aghi della bussola sono abbastanza vicini l'uno all'altro in modo che il campo magnetico degli aghi vicini si influenzi reciprocamente, si crea uno stato in cui gli aghi della bussola sono allineati parallelamente in determinate aree. Il campo di un ago della bussola allinea gli altri aghi della bussola.
Tuttavia, è estremamente raro che tutti gli aghi della bussola si allineino in parallelo. Di solito esiste un limite di campo oltre il quale è possibile trovare un gruppo divergente, come mostrato nell'illustrazione seguente.