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Le diamagnétisme est une propriété des matériaux consistant à, lorsqu’ils sont soumis à un champ magnétique extérieur, développer un champ magnétique opposé à ce champ externe en arborant une très faible aimantation. Le phénomène se produisant y compris chez les êtres vivants, plusieurs scientifiques ont fait usage du diamagnétisme afin de démontrer la possibilité de faire léviter différents organismes, notamment des grenouilles.

Toute matière constituée d’atomes possède une propriété diamagnétique. Lorsque les atomes sont plongés dans un champ magnétique externe, ils produisent un très faible champ magnétique (la susceptibilité magnétique des matériaux diamagnétiques étant extrêmement faible) opposé au champ magnétique qui leur est appliqué. Ce phénomène quantique fait appel à la quantification de Landau.

La quantification de Landau décrit la manière dont des particules chargées, comme les électrons, occupent des niveaux d’énergie discrets (quantifiés) en présence d’un champ magnétique. Ainsi, autour d’un atome plongé dans un champ magnétique extérieur, le nombre d’électrons occupant les orbitales d’énergie quantifiée dépend directement du module du champ magnétique appliqué. Les électrons se comportent donc différemment en présence d’un champ magnétique.

Dès lors, lorsqu’un champ magnétique est appliqué, les électrons d’un atome développent leur propre champ magnétique. L’atome devient ainsi une sorte de « pelote d’aiguilles magnétiques » pointant dans la direction opposée du champ magnétique externe. Dans une structure composée de plusieurs milliards d’atomes, chaque atome se comporte comme un micro-aimant, repoussé par l’aimant géant que représente le champ magnétique extérieur.

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Sur le même sujet : Comment le phénomène de lévitation quantique se matérialise-t-il ?

Vidéo montrant la lévitation de différents organismes vivants :

L’eau possédant un fort diamagnétisme, et les organismes vivants étant composés majoritairement d’eau, il devient alors possible de faire léviter un organisme vivant en appliquant un champ magnétique suffisamment puissant. C’est notamment le cas des grenouilles qui sont presque totalement constituées d’eau. Lorsqu’un champ magnétique intense (supérieur à 10 T) est appliqué, les atomes composant la grenouille développent un champ magnétique opposé, créant ainsi un phénomène de lévitation par le biais duquel l’animal est suspendu en l’air.

Différentes expériences visant à faire léviter divers matériaux ont ainsi été réalisées (eau, propane, azote liquide, plomb, etc), des objets organiques (fruits) et des organismes vivants (grenouilles, sauterelles, etc). Dans ce dernier cas, aucun effet secondaire n’a été observé sur les organismes. Il serait théoriquement possible de faire léviter des organismes plus grands comme des humains, bien que l’intensité du champ magnétique requis soit extrêmement grande.

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