断熱消磁

Gadolinium alloy heats up inside the magnetic field and loses thermal energy by irradiation, so it exits the field cooler than when it entered.

断熱消磁（だんねつしょうじ）は極低温領域での冷却法の一つ。液体ヘリウムでの冷却では冷やせないさらに低温の冷却を行う。以下に断熱消磁の原理について説明する。

常磁性体は内部の電子スピンがばらばらな方向を向いている。今、常磁性体を1K程に冷却したのち強い磁場をかける。極低温では、常磁性体でもほとんどの電子スピンの向きは磁場方向に向く。断熱したまま磁場を切ると電子スピンは再びばらばらな方向を向き、エントロピーが上昇する。断熱されているので、このエントロピーの上昇を補償する分だけ常磁性体の温度が下がり10^-3K程度まで冷却される。

出典

• 伊達宗行 『新しい物性物理』 講談社〈ブルーバックス〉。ISBN 4-06-257483-7