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1927년 미국의 화학자 윌리엄 프랜시스 지오크와 1926년 피터 디바이가 서로 독자적으로 이 공정을 제안했다(→ 지오크). 이 공정에 의해 이미 1K(켈빈) 정도까지 냉각된 물질을 1K 이하의 온도로 내릴 수 있다.

이러한 작용이 일어나는 과정은 물질을 구성하고 있는 입자들이 4K 또는 그 이하의 온도(액체 헬륨의 온도)에서 어느 정도 무질서한 면이 존재하는 것을 이용한 것이다. 예를 들어 황산 가돌리늄 Gd₂(SO₄)₃·8H₂O와 같은 상자성 염의 결정 속에는 막대자석처럼 자기쌍극자를 가지는 원자들이 있다.

이 자기쌍극자는 에너지 준위 간격이 열 에너지에 비해 작기 때문에 무질서한 특성을 가진다. 이와 같은 조건하에서, 쌍극자는 공간에서 임의의 방향으로 배열된 것에 해당하는 평균 에너지 준위를 차지하게 된다. 자기장이 걸리면 이 에너지 준위는 보다 크게 분리된다. 걸어준 자기장과 가장 가까운 방향으로 배열된 쌍극자에 의해 쌍극자의 가장 낮은 에너지 준위가 점유된다.

상자성 염이 액체 헬륨 용기에 접촉하고 있을 때 자기장을 걸어주면(온도가 일정하게 유지되는 등온과정), 보다 많은 쌍극자가 자기장 방향으로 배열하게 되고 결과적으로 열 에너지가 헬륨 용기로 이동한다. 용기를 제거하고 자기장을 감소시키면 단열 과정이기 때문에 열이 다시 유입되어 들어오지 못하고 따라서 물체는 냉각된다. 이와 같은 냉각은 가장 낮은 에너지 준위에 있는, 즉 배열되어 있는 쌍극자와 관계가 있다. 이 방법으로 0.3K에서 0.0015K까지 냉각이 가능하다.

보다 낮은 온도는 단열 핵 자기소거라고 부르는 비슷한 방법에 의해 가능하다. 과정은 핵 스핀 때문에 생기는 핵자기쌍극자의 질서 있는 배열을 이용하는 것이며 원자에 의한 냉각보다 1,000배 정도 작다. 이 과정을 통해서 질서 있게 배열하고 있는 핵의 온도가 1.6×10^－5K 정도까지 냉각되었다(→ 저온학).