低温では、磁気相互作用を克服するために利用可能な熱エネルギーが減少します。これは、材料内の個々の原子またはイオンの磁気モーメントが、無秩序または非整列の構成で「凍結」される状態につながる可能性があります。この状態は、「スピンガラス」または「磁気ガラス」と呼ばれます。
スピンガラスでは、隣接する原子またはイオンの磁気モーメントがイライラする可能性があります。つまり、競合する相互作用のためにすべての好みのアライメントを同時に満たすことはできません。このフラストレーションは、磁化、記憶効果、磁気ヒステリシスのゆっくりとした弛緩など、さまざまな興味深い複雑な磁気挙動を引き起こす可能性があります。
低温で磁気デッドロックから逃れるために、磁石は次のようなさまざまなプロセスを受けることができます。
熱の活性化：有限温度では、低温であっても、常にいくつかの熱エネルギーが利用可能です。この熱エネルギーにより、磁気モーメントがエネルギーの障壁を克服し、その方向を変えることができ、磁化の徐々に緩和されます。
量子トンネリング：量子力学により、粒子は低温であっても、エネルギーの障壁をトンネルすることができます。この量子トンネリングにより、磁気モーメントはエネルギーの障壁を克服し、その方向を変えることができ、磁化の突然の予測不可能な変化につながります。
磁場アニーリング：強力な外部磁場を適用すると、磁気モーメントを合わせてフラストレーションを減らすのに役立ちます。外部フィールドの強度をゆっくりと減らすことにより、磁気モーメントをより秩序化した状態に「アニール」することができます。
これらのプロセスにより、磁石は低温で磁気デッドロックから脱出し、安定した磁気構成を実現できます。磁石がデッドロックから逃げる特定のメカニズムは、材料特性、温度、および外部条件に依存します。
