Hysterese ist eine Eigenschaft, die am häufigsten bei magnetischen und elastischen Materialien beobachtet wird, bei der eine Reaktion auf Spannung oder elektromagnetische Kraft auf das Material der tatsächlichen Kraftanwendung hinterherhinkt. Die Reaktion hängt auch von den zuvor auf das Material ausgeübten Kräften ab und nicht nur von den aktuellen Belastungsbedingungen, denen es ausgesetzt ist. Einfacher gesagt, es ist die Geschichtsabhängigkeit eines Systems, und der Wurzelbegriff des Wortes bedeutet eigentlich zu spät kommen oder zurückbleiben.
Bei der ferromagnetischen Hysterese wird das Prinzip zum Aufzeichnen von Informationen auf Magnetband, Kreditkartenstreifen und mehr verwendet. Wenn ein magnetisches Hysteresefeld an das Aufzeichnungsmedium angelegt und freigegeben wird, kehrt das Medium nicht in einen Null-Magnetisierungszustand zurück. Stattdessen wird den magnetischen Partikeln im Material eine neue Ordnungsebene hinzugefügt, die die Struktur der dort aufgezeichneten Daten darstellt. Diese Art magnetischer Restspeicher kann nur durch Anlegen einer magnetischen Ladung in die entgegengesetzte Richtung gelöscht werden, die als Hystereseschleife bekannt ist. Die implantierte magnetische Ladung kann ansonsten nahezu permanent sein, was ein nützliches Merkmal beim Speichern von Informationen ist und weit verbreitet für Audiokassettenbänder und Computerfestplatten verwendet wird.
Die Eigenschaft der Hystereseschleife kann auch verwendet werden, um magnetische Daten durch Anlegen eines umgekehrten Magnetfelds an das Medium zu löschen. Eine in der gleichen Richtung kann auch verwendet werden, um das vorherige Muster zu überschreiben. Dieses wiederholbare Merkmal oder Hysteresezyklus bei Ferromagnetik ist jedoch bei den Eigenschaften anderer Materialien nicht vorhanden.
Memristoren oder Speicherwiderstände sind Bauteile, die das Prinzip einer Hystereseschaltung demonstrieren. Sie haben die Fähigkeit, sich an den Hysteresestrom zu erinnern, der durch sie fließt, indem sie ihren relativen Widerstand als Reaktion darauf ändern. Diese Geräte ahmen die Funktionsweise der Synapse im menschlichen Gehirn nach, und das hat die Aufmerksamkeit von Militärforschern der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) in den Vereinigten Staaten auf sich gezogen. Die Forschung ab 2010 zielte darauf ab, Supercomputerleistung zu entwickeln, die klein genug ist, um in ein Volumen von zwei Litern gepackt zu werden und die Intelligenz eines Katzenhirns hat.
Etwas elastische Materialien, wie dünne Metalle, können einen thermischen Hystereseeffekt aufweisen. Änderungen in der Ausrichtung von Metallatomen beim Vor- und Zurückbiegen der Zinken einer Gabel zeigen eine Hysterese, aber im Gegensatz zu magnetischen Materialien reagiert das Metall bei wiederholter Kraftanwendung weniger empfindlich. Dies wird als Kaltverfestigung bezeichnet und führt schließlich dazu, dass das Metall spröde wird und bricht. Das Metall baut als Reaktion auf die Kraft eine Verzögerung auf und bricht schließlich, was zu einem Energieverlust in Form von Wärme führt, der als Hystereseverlust bezeichnet wird.
Das Hysteresemodell findet Anwendung in einer Reihe von Wissenschafts-, Ingenieur- und sogar Wirtschaftsdisziplinen. Russische Mathematiker begannen in den 1970er Jahren damit, nichtlineare Systeme nach dem Prinzip zu modellieren. Anschließend entwickelten sie Theorien wie das Preisach-Modell, mit dem sich das Hysterese-Phänomen in einer Vielzahl von Wissenschaften von der Ökonomie über die Tektonik bis hin zur Supraleitung beschreiben ließen.