La fuente del magnetismo en los materiales se debe al momento angular de todas las partículas cargadas. La contribución del magnetismo de los protones en los núcleos es pequeña, mucho más pequeña que la de los electrones, pero lo suficientemente grande como para ser medida, y de hecho, es esta influencia magnética lo que las máquinas de MRI detectan cuando toman imágenes de su tejido blando.
Sin embargo, casi todo el magnetismo que observamos en los materiales se debe a los electrones, que generan campos magnéticos con su giro y su momento angular orbital. Curiosamente, sus respuestas van en direcciones opuestas. Por lo tanto, cuando se coloca en un campo magnético, un material a menudo generará su propio campo magnético en respuesta. Ese campo puede ser largo u opuesto al campo magnético original impuesto sobre el material. Si se opone al campo magnético impuesto, esto se denomina “diamagnetismo”, de lo contrario, se denomina “paramagnetismo”. La primera es causada cuando el momento angular orbital es la respuesta dominante, generalmente porque los espines electrónicos están emparejados. Esto último es causado por el momento angular del espín, y ocurre cuando los espines de electrones no están emparejados, porque solo un electrón está en estado orbital.
El magnetismo realmente fuerte que vemos en la vida cotidiana, que no requiere un campo impuesto externamente, se llama “ferromagnetismo”. Esto es, como el paramagnetismo, causado por el acoplamiento de momento angular de giro, no solo a los campos magnéticos impuestos externamente, si los hay, sino también entre sí, creando un fuerte efecto de auto-refuerzo que puede aparecer después de la imposición de un campo externo, pero luego sobrevivir incluso después de eliminar el campo externo.
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