Que se passe-t-il quand on chauffe un aimant ? C’est une expérience qui est facile à faire. On constate qu’à partir d’une certaine température l’aimant perd sa capacité à attirer les matériaux qui le sont pourtant habituellement à température ambiante.
Par ailleurs, le fer a une propriété un peu étrange : à température ambiante, il est attiré par un aimant, mais si on le chauffe à plus de 770° Celsius, il ne l’est plus… jusqu’à temps qu’il refroidisse et qu’il récupère sa propriété.
Qu’en est-il d’un aimant en fer ? À la même température de 770° C, il perd son aimantation, mais, à l’inverse du fer, il ne la reprend pas quand il refroidit. La température à laquelle ces transitions de phase entre un état « aimantable » (ferromagnétique) et un état « non aimantable » (paramagnétique) s’effectuent est appelée température de Curie. Une telle température, dite critique, dépend du matériau considéré.
Le modèle d’Ising
Le phénomène est identique à la glaciation de l’eau. Comment le physicien peut-il l’expliquer ?
La démarche naturelle consiste à imaginer un modèle qui soit assez simple pour être étudié, mais aussi assez élaboré pour reproduire un comportement « proche » du phénomène à expliquer. Le physicien doit étudier son modèle en utilisant les mathématiques et être guidé par son intuition du phénomène. Il valide son modèle en comparant les prédictions avec le comportement de l’objet physique. Le modèle qui représente ce phénomène a été découvert par Wilhelm Lenz (1888−1957) mais est appelé modèle d’Ising, du nom de l’un de ses étudiants, Ernst Ising (1900−1998). Ce modèle consiste à assimiler l’objet métallique à un réseau cristallin.
