L’isteresi è una qualità osservata più spesso nei materiali magnetici ed elastici in cui una risposta allo stress o alla forza elettromagnetica sul materiale è in ritardo rispetto all’effettiva applicazione della forza. La reazione dipende anche dalle precedenti forze applicate al materiale e non solo dalle attuali condizioni di stress a cui è sottoposto. In parole più semplici, è la dipendenza dalla storia di un sistema e il termine radice della parola significa in realtà arrivare in ritardo o restare indietro.
Nell’isteresi ferromagnetica, il principio è invocato per la registrazione di informazioni su nastri magnetici, strisce di carte di credito e altro. Poiché un campo di isteresi magnetica viene applicato al supporto di registrazione e rilasciato, il supporto non torna a uno stato di magnetizzazione zero. Viene invece aggiunto un nuovo livello di ordine alle particelle magnetiche nel materiale, che rappresenta la struttura dei dati ivi registrati. Questa sorta di memoria magnetica residua può essere cancellata solo applicando una carica magnetica nella direzione opposta, nota come ciclo di isteresi. La carica magnetica impiantata può altrimenti essere quasi permanente, una caratteristica utile quando si memorizzano informazioni ed è stata ampiamente utilizzata per cassette audio e dischi rigidi dei computer.
La proprietà del ciclo di isteresi può essere utilizzata anche per cancellare i dati magnetici applicando un campo magnetico inverso al supporto. Uno nella stessa direzione può anche essere impiegato per sovrascrivere il modello precedente. Questa caratteristica ripetibile o ciclo di isteresi nei ferromagnetici, tuttavia, non è presente nelle proprietà di altri materiali.
I memristori, o resistori di memoria, sono componenti che dimostrano il principio di un circuito di isteresi. Hanno la capacità di mantenere un ricordo della corrente di isteresi che li attraversa modificando la loro resistenza relativa in risposta ad essa. Questi dispositivi imitano il modo in cui funziona la sinapsi nel cervello umano, e questo ha catturato l’attenzione dei ricercatori militari della Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), negli Stati Uniti. La ricerca del 2010 mirava a sviluppare la potenza di un supercomputer che sarebbe stata abbastanza piccola da essere racchiusa in un volume di due litri e avere l’equivalente del cervello di un gatto in termini di intelligenza.
I materiali alquanto elastici, come i metalli sottili, possono presentare un effetto di isteresi termica. I cambiamenti nell’allineamento degli atomi di metallo quando si piegano i rebbi di una forcella avanti e indietro dimostreranno l’isteresi, ma, a differenza dei materiali magnetici, il metallo diventa meno reattivo con ripetute applicazioni di forza. Questo è indicato come incrudimento e alla fine fa sì che il metallo diventi fragile e si rompa. Il metallo accumula un ritardo in risposta alla forza e alla fine si rompe, causando la perdita di energia sotto forma di calore, che viene definita perdita di isteresi.
Il modello di isteresi ha applicazioni in una vasta gamma di discipline scientifiche, ingegneristiche e persino economiche. I matematici russi hanno iniziato a modellare sistemi non lineari basati sul principio negli anni ‘1970. Successivamente hanno sviluppato teorie come il modello di Preisach, che potrebbe essere utilizzato per descrivere il fenomeno dell’isteresi in un’ampia gamma di scienze, dall’economia alla tettonica e alla superconduttività.