Hvad er årsagen til, at ting bliver magnetiseret?

Mange mennesker tager magneter for givet. De er overalt fra fysiklaboratorier til kompasser, der bruges til campingture til souvenirs, der sidder fast på køleskabe. Nogle materialer er mere modtagelige for magnetisme end andre. Nogle typer magneter, såsom elektromagneter, kan tændes og slukkes, mens permanente magneter hele tiden producerer et konstant magnetfelt.

Alle materialer består af magnetiske domæner. Disse er små lommer, der indeholder atomiske dipoler. Når disse dipoler bliver justeret i en enkelt retning, udviser materialet magnetiske egenskaber. Især jern er et element, hvis dipoler let kan justeres. I andre materialer kan dipoler justeres inden for et domæne, men ikke med hensyn til andre domæner i det samme stykke materiale. Disse domæner kan detekteres ved hjælp af en proces kaldet magnetisk kraftmikroskopi. Når et materiale placeres i et stærkt magnetfelt, vil dets domæner justeres, og selve materialet bliver magnetiseret. Ikke alle domæner skal være justeret for at magnetisme kan opnås.

Eksponering for en elektrisk strøm er en anden måde at justere magnetiske domæner på. Når to ledninger har en elektrisk strøm, der løber igennem dem, vil der være en magnetisk tiltrækningskraft mellem dem, hvis strømmen løber i samme retning. Ledningerne vil afvise hinanden, hvis deres strømme er i modsat retning. Jorden er dog en magnet, der produceres af elektriske strømme i planetens smeltede kerne Forskere fra National Aeronautics and Space Administration fortsætter med at søge efter kilden til disse strømme.

Ferromagnetisme er et fænomen, der forekommer i nogle metaller, især jern, cobalt og nikkel, der får metallet til at blive magnetisk. Atomerne i disse metaller har en uparret elektron, og når metallet udsættes for et tilstrækkeligt stærkt magnetfelt, stilles disse elektroners spins parallelt med hinanden. Dette er grunden til, at jernkerner bruges i elektromagnetiske solenoider og transformatorviklinger. Den elektriske strøm skaber et magnetfelt, der forstærkes af jernkernens inducerede magnetisme.

Materialer forbliver magnetiske ved temperaturer lavere end Curie-temperaturen. Denne temperatur er forskellig for forskellige metaller og beskriver det punkt, hvor lang rækkefølge af magnetiske domæner forsvinder. Den lange rækkefølge er, hvad der holder de magnetiske domæner i en bestemt retning. Højere Curie-temperaturer betyder, at der kræves mere energi til at desoriere et materiales magnetiske domæner. Når temperaturen falder til under Curie-temperaturen, og materialet placeres i et magnetfelt, bliver det magnetisk igen.