Tout le monde prend pour acquis les forces invisibles autour d'eux, sans aucun doute. Gravity, le rayonnement et l'électromagnétisme sont tous essentiels à la vie, mais peu de gens peuvent les décrire avec autorité. Bien que la culture populaire a transformé les paroles de "Miracles" de ICP dans une blague sur l'Internet, la ligne "Magnets, comment fonctionnent-ils?" est une question que les scientifiques ne peuvent faire des suppositions pour répondre. Même par leurs théories, un seul atome seul ne suffit pas pour faire un bâton d'aimant sur une surface, mais il est vital pour le processus.
Théorie de Weber
Au milieu des années 1800 un scientifique nommé Wilhelm Weber est venu avec une théorie magnétique qui est encore populaire aujourd'hui. À son avis, les électrons de filature dans un atome créent un champ électromagnétique, ce qui rend toutes les molécules comme des aimants miniatures, qui correspondent à la somme totale de tous les moments magnétiques dans chaque atome. En substances non magnétisées, les molécules ne sont pas alignées, mais dans celles magnétiques, les molécules forment des structures qui se sont alignées le long d'un axe magnétique unique. Cet axe magnétique partagé est ce qui donne sa capacité à se fixer sur d'autres surfaces magnétiques.
Théorie de domaine
Alors que la théorie de domaine a été développé en 1906, il est toujours considéré comme une explication valable de la façon dont les aimants fonctionnent (même si elle a été mise à jour pour inclure la compréhension moderne de la théorie atomique). Dans cette théorie, un atome seul est simplement une partie d'une communauté de particules électromagnétiques. Lorsqu'il est exposé à un champ magnétique à proximité, ces groupes s'organisent en domaines magnétiquement alignés. Chaque domaine tente d'équilibrer les deux forces opposées pour minimiser l'énergie globale du système - la cohésion interne du domaine et les forces entre les différents domaines. La capacité des domaines à se former dans d'autres surfaces ferromagnétiques à proximité crée un mécanisme d'attraction qui permet à l'aimant à coller.
Théorie des quanta
La théorie quantique décrit le magnétisme en regardant l'interaction des électrons dans les couches extérieures des atomes. Exclusion de Pauli Principe exige que les électrons avec une valeur de spin doivent jumeler avec l'un des spins opposés pour créer la stabilité. Si des électrons sont équilibrés (à savoir, contenant des nombres égaux de tours opposés), puis le matériau est non magnétique. Si le niveau extérieur de la couche électronique contient un électron non apparié, il va créer un champ magnétique net. A courte distance, le désir d'un électron de trouver un partenaire de rotation opposée crée une force d'attraction qui dépasse la force électrique répulsive.
Conclusion
Bien que la théorie quantique (jumelé avec d'autres théories du magnétisme), crée une explication adéquate de ce qui se passe pour produire la force d'attraction qui permet à un aimant à coller à une surface, il n'y a pas de vue universellement acceptée de la façon dont les aimants fonctionnent. Et puisque les mécanismes scientifiques utilisent pour décrire ces forces sont encore pour l'instant non prouvée, il n'y a aucun moyen de dire absolument que l'un des points de vue actuels ne changeront pas que la science découvre plus sur la façon dont les atomes travaillent. En fin de compte, vous avez le choix de faire confiance à une supposition ou en attente d'une meilleure réponse.