¿Por qué desaparece la magnetización en el material diamagnético en ausencia de un campo magnético externo?

Aunque esencialmente presente en todas las sustancias, el diamagnetismo es un efecto mucho más débil y, por lo tanto, a menudo suprimido por efectos opuestos relativamente fuertes, como el paramagnetismo. Este efecto se observa exclusivamente en aquellos sólidos que no llevan ningún momento magnético intrínseco permanente (dipolo), es decir, no contienen electrones de valencia desapareados. La existencia de momentos magnéticos distintos de cero muy pequeños para estos materiales se atribuye al movimiento orbital de los electrones.

¿Por qué entonces, en ausencia de un campo magnético externo, la magnetización macroscópica es cero? ¿Cómo entendemos esto desde la teoría clásica de Langevin y la teoría cuántica?

Respuestas (1)

No creo que tu pregunta necesite física cuántica para explicarla.

En primer lugar, todos los materiales tienen contribuciones diamagnéticas, y genéricamente eso es independiente de si existen o no momentos magnéticos intrínsecos; todo lo que necesitas es carga. Incluso los tratamientos cuánticos (como los realizados por Langevin o Landau, por ejemplo) no requieren momentos magnéticos preexistentes.

Considere el caso de un plasma de electrones libres en equilibrio térmico. Por el teorema de Bohr-van Leeuwen, no puede haber un momento magnético neto para el plasma en equilibrio. Ahora encienda un campo magnético. El sistema saldrá del equilibrio y generará una corriente opuesta al campo magnético (es decir, la ley de Faraday). Esta corriente finita implica un momento magnético neto, lo que significa que el plasma es diamagnético.

Si uno se preguntara en esta situación, "¿Por qué entonces, en ausencia de un campo magnético externo, la magnetización macroscópica es cero?" La respuesta es que no había ninguna razón para que los momentos se alinearan (sin interacción de intercambio, etc.)

Puedo agregar más información y corregir errores en la respuesta, ¿le importaría a OP (o a quien sea) explicar el voto negativo? Creo que la pregunta en sí misma supone la existencia de momentos magnéticos, y eso es incorrecto en general.