Lämpödemagnetointi

Lämpödemagnetointi on ilmiö, jossa paramagneettinen materiaali jäähtyy, kun se demagnetoidaan. Tämä johtuu siitä, että magneettisessa tilassa materiaalin magneettiset momentit ovat järjestyneet tiettyyn suuntaan. Kun ulkoinen magneettikenttä poistetaan, magneettiset momentit palautuvat satunnaisempaan tilaan. Tämä prosessi kuluttaa energiaa, mikä ilmenee materiaalin lämpötilan laskuna.

Ilmiötä käytetään hyväksi matalan lämpötilan fysiikan tutkimuksessa, erityisesti kryogeniikassa. Lämpödemagnetointi mahdollistaa lämpötilojen laskemisen erittäin mataliksi, jopa alle yhden kelvinin. Yleisimpiä lämpödemagnetoinnissa käytettyjä materiaaleja ovat gadoliniumsulfaatti ja gadoliniumnitraatti.

Prosessin toteuttamiseksi materiaali ensin jäähdytetään matalaan lämpötilaan esimerkiksi nestemäisen heliumin avulla. Tämän jälkeen siihen kohdistetaan voimakas magneettikenttä, joka järjestää magneettiset momentit. Lopuksi magneettikenttä poistetaan nopeasti. Tällöin materiaali demagnetoituu ja sen lämpötila laskee. Lämpödemagnetointia voidaan toistaa useita kertoja, jolloin lämpötilaa voidaan laskea yhä alemmaksi. Menetelmä on erittäin tehokas tapa saavuttaa erittäin matalia lämpötiloja, jotka ovat välttämättömiä monille tieteellisille kokeille ja teknologisille sovelluksille.