Kas yra Diamagnetinis?

Diamagnetinis reiškia medžiagos gebėjimą sukurti priešingą magnetinį lauką, kai veikia stiprus. Poveikis sukuriamas pasikeitus elektronų orbitai, kuri generuoja mažas sroves, prieštaraujančias išorinių šaltinių magnetizmui. Daugelis nemagnetinių medžiagų, tokių kaip vanduo, mediena, augalai, gyvūnai ir žmonės, turi diamagnetizmo savybių. Diamagnetizmas, milijonus kartų silpnesnis už įprastą magnetinę jėgą, tinkamomis aplinkybėmis gali sukelti levitaciją.

Grafitas ir bismutas yra stipriausios diamagnetinės medžiagos. Organiniai junginiai, tokie kaip nafta, ir sunkieji metalai, tokie kaip auksas ir gyvsidabris, taip pat yra stiprūs. Tokias medžiagas atstumia išorinės magnetinės jėgos dėl sūkurinių srovių, susidarančių jų magnetiniame lauke. Geriausi diamagnetai yra superlaidininkai, kurie priešinasi magnetiniam laukui transformuodami į superlaidžią būseną, kaip paaiškinta Meissner efektu.

Vienas iš reiškinių, susijusių su šia silpna magnetine jėga, yra diamagnetinė levitacija. Dėl stabilios pusiausvyros tam tikrame magnetiniame lauke objektai plūduriuoja laisvoje erdvėje, kai bendras magnetinio lauko stiprumas yra minimalus. Gyvųjų būtybių, įskaitant vandenį ir baltymus, molekulės yra diamagnetinės ir, esant diamagnetizmui, turi tik gravitaciją kaip pasipriešinimo jėgą. Maži gyvūnai, pavyzdžiui, varlės, gali būti levituojami tokiu būdu, o tai buvo įrodyta eksperimentais mažuose vamzdeliuose.

Teorijos, susijusios su diamagnetinėmis medžiagomis, apima Bohr-Leeuwen teoremą, kuri teigia, kad sistema negali priklausyti nuo magnetinio lauko, jei jos temperatūra yra stabili. Diamagnetizmas labiausiai išlieka aukštoje temperatūroje. Earnshaw teorema paaiškina reiškinį sakydama, kad magnetinis laukas, sufokusuotas vienu būdu, neturi būti taip sufokusuotas kita kryptimi. Tai taikoma tik fiksuotiems magnetams, o diamagnetai gali atstumti laukus ir levituoti laisvoje erdvėje.

Diamagnetizmas pirmą kartą buvo pastebėtas 1700-ųjų pabaigoje, tačiau šį terminą pirmą kartą išvedė 1800-ųjų viduryje Michaelas Faradėjus, kuris atrado, kad visos medžiagos pasižymi diamagnetinėmis savybėmis, kai yra veikiamos magnetinio lauko. Stiprūs superlaidininkai šiandien naudoja priešingas magnetines jėgas. Maži vandens pavyzdžiai gali būti levituojami, o magnetiniai objektai valandų valandas buvo pakabinami vakuuminėje aplinkoje, nepridedant energijos. Šią koncepciją taip pat nuodugniai ištyrė Nacionalinė aeronautikos ir kosmoso administracija (NASA) ir tikimasi, kad ji padės atlikti mikrogravitacijos eksperimentus su žmogaus kaulais ir raumenimis, taip pat kurti magnetus, neutralizuojančius Žemės gravitaciją.