Diamagnetico si riferisce alla capacità di un materiale di creare un campo magnetico opposto quando esposto a uno forte. L’effetto è creato da un cambiamento nell’orbita degli elettroni, che generano piccole correnti per contrastare il magnetismo da fonti esterne. Molti materiali non magnetici possiedono le qualità del diamagnetismo, come l’acqua, il legno, le piante, gli animali e gli esseri umani. Milioni di volte più debole di una normale forza magnetica, il diamagnetismo può causare levitazione nelle giuste circostanze.
Grafite e bismuto sono i materiali diamagnetici più forti. Anche i composti organici, come il petrolio e i metalli pesanti, come l’oro e il mercurio, sono forti. Tali materiali vengono respinti dalle forze magnetiche esterne a causa delle correnti parassite che si formano nel loro campo magnetico. I migliori diamagneti sono i superconduttori, che resistono a un campo magnetico mentre si trasformano in uno stato superconduttore, come spiegato dall’effetto Meissner.
Uno dei fenomeni associati a questa debole forza magnetica è la levitazione diamagnetica. L’equilibrio stabile in un dato campo magnetico si traduce in oggetti che fluttuano nello spazio libero, quando l’intensità complessiva del campo magnetico è al minimo. Le molecole negli esseri viventi, comprese l’acqua e le proteine, sono diamagnetiche e hanno solo la gravità come forza resistente quando è presente il diamagnetismo. Piccoli animali, come le rane, possono essere levitati in questo modo, come dimostrato da esperimenti in piccoli tubi.
Le teorie relative ai materiali diamagnetici includono il teorema di Bohr-Leeuwen, che afferma che un sistema non può dipendere da un campo magnetico se si trova a una temperatura stabile. Il diamagnetismo è più persistente alle alte temperature. Il teorema di Earnshaw spiega il fenomeno dicendo che un campo magnetico focalizzato in un modo non deve essere focalizzato in un’altra direzione. Si applica solo ai magneti fissi, mentre i diamagneti possono respingere i campi e levitare nello spazio libero.
Il diamagnetismo fu osservato per la prima volta alla fine del 1700, ma il termine fu derivato per la prima volta a metà del 1800 da Michael Faraday, che scoprì che tutti i materiali mostrano proprietà diamagnetiche quando esposti a un campo magnetico. Oggi i superconduttori potenti fanno uso di forze magnetiche opposte. Piccoli campioni d’acqua possono essere fatti levitare e oggetti magnetici sono stati sospesi per ore in ambienti sotto vuoto senza aggiungere energia. Il concetto è stato anche ampiamente studiato dalla National Aeronautics and Space Administration (NASA) e dovrebbe aiutare gli esperimenti di microgravità su ossa e muscoli umani, nonché lo sviluppo di magneti che contrastano la gravità della Terra.