Certains atomes possèdent un degré de liberté purement quantique, le spin, qui agit comme un petit aimant. A haute température, les spins sont désordonnés et les matériaux n’apparaissent pas magnétiques. Lorsqu’on abaisse la température, un changement d’état brutal a lieu correspondant à une mise en ordre des spins. Si tous les spins s’alignent dans la même direction, la matière devient spontanément aimantée et on parle d’état ferromagnétique. Les spins ne sont cependant pas complétement figés dans une direction ; le matériau est parcouru par des ondes magnétiques, les ondes de spins, qui abaissent l’aimantation d’un aimant quand on le chauffe.