Domaines de Weiss (domaines magnétiques)

Les spins électroniques, qui constituent les composants magnétiques de la matière, sont en partie alignés parallèlement dans les solides ferromagnétiques et non répartis de manière totalement arbitraire, même à l'état démagnétisé (c'est-à-dire lorsque le matériau n'est pas magnétique).
Dans les matériaux ferromagnétiques existe ainsi des zones de quelques dixièmes de millimètres dans lesquelles les spins des électrons sont alignés parallèlement. On appelle ces zones domaines de Weiss (du nom du physicien Pierre-Ernest Weiss) ou domaines magnétiques. Sous l'effet d'un champ magnétique extérieur, de nombreux petits domaines fusionnent pour former des domaines plus grands et la magnétisation du corps solide devient mesurable vers l'extérieur. Les spins électroniques alignés parallèlement sont en effet responsables du champ magnétique macroscopique mesurable.

L'intégralité des spins ne sont généralement pas parallèles, uniquement la disposition des des uns par rapport aux autres à l'intérieur d'un groupe est parallèle. Dans la plupart des cas, l'orientation des spins entre les différents groupes n'est donc pas parallèle. La zone d'un ferro-aimant dans laquelle les spins sont alignés parallèlement est appelée "domaine de Weiss" ou "domaine magnétique". Les domaines sont séparés entre eux par les parois de Bloch.

Visualiser les domaines de Weiss

Le phénomène des domaines de Weiss peut être illustré dans un modèle macroscopique. Pour ce faire, on observe un jeu d'aiguilles de boussole qui sont montées sur une plaque de manière à pouvoir tourner. Si les aiguilles de boussole sont suffisamment proches les unes des autres pour qu'il y ait une influence mutuelle due au champ magnétique des aiguilles voisines, il s'établit un état dans lequel les aiguilles de boussole s'alignent parallèlement dans certaines zones. Le champ d'une aiguille de boussole orientera les autres aiguilles.
Il est cependant très rare que toutes les aiguilles soient vraiment alignées parallèlement. La plupart du temps, il y a une limite de zone au-delà de laquelle on trouve un groupe mal aligné, comme le montre l'illustration suivante.