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Como todo material ordenado, el proceso viene acompañado por un aumento de entropía.

Cuando un material de este tipo se somete a un campo magnético, los dominios se ordenan con él y en los casos en que los dipolos tengan la misma orientación que el campo magnético inductor, suman su efecto. Cuando cesa el campo magnético aplicado, los dominios permanecen algún tiempo. Además del hierro, cobalto y niquel, hay muchos compuestos que presentan esta propiedad.

Cuando el ordenamiento de los momentos magnéticos es en la misma dirección pero en sentidos opuestos, por ejemplo por pares, se produce el denominado antiferromagnetismo. Si el valor absoluto de los momentos magnéticos apareados, es el mismo, se cancelan y si son diferentes se reducen. En los materiales ferromagnéticos hay una temperatura denominada de Curie, por encima de la cual dejan de tener las propiedades ferromagnéticas. Los materiales antiferromagnéticos también pierden las propiedades al elevar la temperatura, ahora denominada de Neel, que una vez superada los convierte en paramágneticos, exhibiendo un momento magnético permanente en ausencia del campo externo aplicado. Cuando aplicamos un campo magnético algunos de los momentos se alinean paralelos a él. Aumentando la intensidad se puede lograr la alineación de todos. Eso quiere decir que los momentos magnéticos que se pueden obtener en materiales antiferromagnéticos son elevados e incluso pueden dar lugar a la imanación permanente.

El ferrimagnetismo se da en los materiales cerámicos donde los momentos magnéticos de los iones son diferentes ofreciendo diferente resistencia a la alineación al aplicar un campo magnético. Como resultado se obtiene una magnetización neta. La magnetita presenta ferrimagnetismo, aún cuando las interacciones que dan lugar a la propiedad magnética, son antiferromagnéticas.

La visualización de los dominios en un material antiferromagnético formaba parte de la conjetura hasta recientemente en que se ha accedido a examinar la ordenación interior, gracias a la aplicación de los rayos X. El orden interno de estos materiales es del tamaño de la longitud de onda de los rayos X, lo que significa que se sitúa por debajo de los 10 nanometros. Mediante la generación de la holografía con rayos X se ha logrado visualizar la configuración de un dominio magnético. Chapman sugirió el uso de un láser de electrones libres de rayos X blandos y hacerlo pasar a través de un orificio practicado en un espejo y se hacen incidir sobre una membrana de nittruro de silicio de 20 nanometros de espesor que se sitúa delante de un espejo plano cubierto con múltiples capas. Con esto se consigue producir el haz difractado que constituye el haz de referencia y la difracción retardada que es el haz objeto, de forma que la interferencia sobre un detector CCD produce el holograma. Ambos haces son el objeto correspondientes a instantes de tiempo diferentes: El experimento, en realidad, recrea la observación de Newton del “espejo polvoriento” que consistió en que en una sala oscura y con un pequeño prisma y un agujero practicado en una pantalla formó un rayo casi monocromático de luz solar que reflejó en un espejo plateado, colocado formando un ángulo de tal suerte que el rayo reflejado retornase a través del agujero de la pantalla. Newton observó la formación de anillos luminosos y oscuros, dejando la interpretación a Thomas Young, que 100 años después introdujo el concepto de interferencia que daba lugar a la formación de los anillos, puesto que eran dos haces de luz los que recorrían caminos diferentes, como consecuencia de la dispersión que producían las particulas de polvo situadas en la superficie del espejo donde se reflejaban.

Ahora se ha conseguido producir un holograma de los dominios de un material antiferromagnético. Se observa, adicionalmente, una evolución de los citados hologramas, incluso a muy bajas temperaturas, lo que requiere una interpretación cuántica que parece estar vigente en los dominios magnéticos, como lo está en las partículas microscópicas como los electrones o los átomos. La incidencia en la computación cuántica es evidente, por cuanto la existencia de estados coherentes a nivel de dominios magnéticos abre la posibilidad de disponer de materiales susceptibles de soportar los qubits requeridos para la construcción de los ordenadores cuánticos.

Publicado originalmente en El Faro de Cartagena (España)