Le terme de magnétisme désigne l’ensemble des phénomènes qui ont lieu au cœur et autour de matériaux aimantés, que cette aimantation soit naturelle ou qu’elle soit le résultat d’un champ d’induction (électrique ou magnétique). Les applications du magnétisme sont nombreuses, de l’informatique à la médecine en passant par la physique des particules.
Découverte du magnétisme
Les premières observations remontent à l’Antiquité mais le phénomène n’a été étudié avec attention qu’à partir du XVIIIe siècle. Charles Augustin de Coulomb établit alors que les forces qui s’exercent entre deux charges magnétiques sont inversement proportionnelles au carré de la distance qui les sépare.
Le magnétisme, un phénomène quantique
Aujourd’hui, il est admis que le magnétisme est un phénomène quantique dont les effets s’observent à l’échelle macroscopique. Au niveau de l’atome,, chaque électron possède un petit moment magnétique. Naturellement, les électrons de moments magnétiques opposés ont tendance à se regrouper par paires. à l’échelle macroscopique, l’aimantation est alors nulle. Mais, si des électrons se retrouvent sans partenaires, leurs moments magnétiques s’additionnent. Ils produisent alors une aimantation globale du matériau. Les métaux de transition (fer, nickel, etc.) et les terres rares , sont les seuls éléments à porter un tel moment magnétique.
Différentes formes de magnétisme
Il existe plusieurs formes de magnétisme qui rendent compte notamment des conséquences statistiques des comportements individuels des systèmes atomiques (contribution des moments magnétiques et du remplissage des sous-couches atomiques) :
- le diamagnétisme ;
- le paramagnétisme ;
- le ferromagnétisme ;
- le ferrimagnétisme ;
- l’antiferromagnétisme.
