Diamagnétique fait référence à la capacité d’un matériau à créer un champ magnétique opposé lorsqu’il est exposé à un fort. L’effet est créé par un changement dans l’orbite des électrons, qui génèrent de petits courants pour s’opposer au magnétisme des sources externes. De nombreux matériaux non magnétiques possèdent les qualités du diamagnétisme, tels que l’eau, le bois, les plantes, les animaux et les êtres humains. Des millions de fois plus faible qu’une force magnétique normale, le diamagnétisme peut provoquer une lévitation dans les bonnes circonstances.
Le graphite et le bismuth sont les matériaux diamagnétiques les plus résistants. Les composés organiques, tels que le pétrole, et les métaux lourds, tels que l’or et le mercure, sont également puissants. Ces matériaux sont repoussés par les forces magnétiques extérieures à cause des courants de Foucault qui se forment dans leur champ magnétique. Les meilleurs dia-aimants sont les supraconducteurs, qui résistent à un champ magnétique tout en se transformant en un état supraconducteur, comme l’explique l’effet Meissner.
L’un des phénomènes associés à cette force magnétique faible est la lévitation diamagnétique. Un équilibre stable dans un champ magnétique donné se traduit par des objets flottant dans l’espace libre, lorsque l’intensité globale du champ magnétique est au minimum. Les molécules des êtres vivants, y compris l’eau et les protéines, sont diamagnétiques et n’ont que la gravité comme force de résistance lorsque le diamagnétisme est présent. Les petits animaux, comme les grenouilles, peuvent être mis en lévitation de cette manière, ce qui a été démontré par des expériences dans de petits tubes.
Les théories liées aux matériaux diamagnétiques incluent le théorème de Bohr-Leeuwen, qui stipule qu’un système ne peut pas dépendre d’un champ magnétique s’il est à une température stable. Le diamagnétisme est plus persistant à haute température. Le théorème d’Earnshaw explique le phénomène en disant qu’un champ magnétique focalisé dans un sens ne doit pas être aussi focalisé dans une autre direction. Cela ne s’applique qu’aux aimants fixes, tandis que les dia-aimants peuvent repousser les champs et léviter dans l’espace libre.
Le diamagnétisme a été observé pour la première fois à la fin des années 1700, mais le terme a été dérivé pour la première fois au milieu des années 1800 par Michael Faraday, qui a découvert que tous les matériaux présentent des propriétés diamagnétiques lorsqu’ils sont exposés à un champ magnétique. Les supraconducteurs puissants utilisent aujourd’hui des forces magnétiques opposées. De petits échantillons d’eau peuvent être mis en lévitation et des objets magnétiques ont été suspendus pendant des heures dans des environnements sous vide sans ajouter de puissance. Le concept a également été largement étudié par la National Aeronautics and Space Administration (NASA) et devrait faciliter les expériences de microgravité sur les os et les muscles humains ainsi que le développement d’aimants qui contrecarrent la gravité de la Terre.