Vad är diamagnetisk?

Diamagnetisk hänvisar till förmågan hos ett material att skapa ett motsatt magnetfält när det utsätts för ett starkt. Effekten skapas av en förändring i elektronernas omloppsbana, som genererar små strömmar för att motverka magnetism från externa källor. Många icke-magnetiska material har egenskaperna hos diamagnetism, såsom vatten, trä, växter, djur och människor. Miljontals gånger svagare än en vanlig magnetisk kraft kan diamagnetism orsaka levitation under rätt omständigheter.

Grafit och vismut är de starkaste diamagnetiska materialen. Organiska föreningar, såsom petroleum, och tungmetaller, såsom guld och kvicksilver, är också starka. Sådana material stöts bort av yttre magnetiska krafter på grund av virvelströmmar som bildas i deras magnetfält. De bästa diamagneterna är supraledare, som motstår ett magnetfält samtidigt som de omvandlas till ett supraledande tillstånd, vilket förklaras av Meissner-effekten.

Ett av de fenomen som är förknippade med denna svaga magnetiska kraft är diamagnetisk levitation. Stabil jämvikt i ett givet magnetfält resulterar i att föremål flyter i fritt utrymme, när den totala magnetiska fältstyrkan är på ett minimum. Molekylerna i levande varelser, inklusive vatten och proteiner, är diamagnetiska och har endast gravitation som motståndskraft när diamagnetism är närvarande. Små djur, som grodor, kan leviteras på detta sätt, vilket har visat sig genom experiment i små rör.

Teorier relaterade till diamagnetiska material inkluderar Bohr-Leeuwens sats, som säger att ett system inte kan vara beroende av ett magnetfält om det har en stabil temperatur. Diamagnetism är mest ihållande vid höga temperaturer. Earnshaws sats förklarar fenomenet genom att säga att ett magnetfält fokuserat åt ett håll inte får vara lika fokuserat i en annan riktning. Det gäller bara fasta magneter, medan diamagneter kan stöta bort fält och sväva i fritt utrymme.

Diamagnetism observerades först i slutet av 1700-talet, men termen härleddes först i mitten av 1800-talet av Michael Faraday, som upptäckte att alla material visar diamagnetiska egenskaper när de utsätts för ett magnetfält. Starka supraledare använder sig av motsatta magnetiska krafter idag. Små prover av vatten kan svävas, och magnetiska föremål har hängts upp i timmar i vakuummiljöer utan att tillföra ström. Konceptet har också studerats omfattande av National Aeronautics and Space Administration (NASA), och förväntas hjälpa mikrogravitationsexperiment på mänskliga ben och muskler samt utvecklingen av magneter som motverkar jordens gravitation.