Magische vingers?
Gewone magneten kunnen niet stabiel vrij in de ruimte zweven. Dat is in 1842 door de Britse onderzoeker S. Earnshaw al beredeneerd. De latere wetten van zijn beroemde landgenoot Maxwell verklaren die waarneming. Voor stabiel zweven moet een magneetveld in de ruimte een maximale waarde hebben en dat is nooit het geval. Diamagnetische materialen, materialen die onder gewone omstandigheden nauwelijks magnetisch zijn, trekken zich van het verbod van Earnshaw niets aan, omdat zij voor stabiel zweven geen maximale maar een minimale waarde van een omringend magneetveld nodig hebben.
Het mooiste voorbeeld hiervan is supergeleidend materiaal. Foto's en filmpjes van zwevende keramische schijfjes boven een magneet zijn alom bekend.
Tot voor kort namen natuurkundigen aan dat diamagnetische materialen zonder dat ze supergeleidend zijn, niet kunnen zweven. Onderzoekers van het Laboratorium voor hoge magneetvelden aan de Katholieke Universiteit Nijmegen lieten echter drie jaar geleden zien dat je gewone diamagnetische materialen (tot en met levende kikkers!) wel degelijk kunt laten zweven, als je ze maar in een magneetveld brengt dat sterk genoeg is. Hoewel dit verschijnsel gebaseerd is op alom bekende natuurkundige principes, werd er eenvoudig niet aan gedacht. Inmiddels is in herdrukken van diverse leerboeken een foto van de zwevende kikker opgenomen.
De Nijmeegse onderzoekers Andrey Geim en Marius Boamfa hebben nu, in samenwerking met Martin Simon en Lee Heflinger van de Universiteit van Californië in Los Angeles, laten zien dat je echte magneten kunt laten zweven. Volgens de wetten van Maxwell kan dat nooit; in Nijmegen worden die wetten ook niet overtreden. Het zweven is namelijk mogelijk door een tegenkracht en die wordt geleverd door een diamagnetisch materiaal. Zo'n materiaal oefent over afstanden van millimeters voldoende afstotende kracht uit om een sterk magneetje in een magneetveld in een stabiele positie te houden. De afstotende krachten nemen overigens snel af met toenemende afstand. Uit de Nijmeegse experimenten blijkt dat zelfs menselijke vingers een geschikt diamagnetisch materiaal zijn. Er is dus niets magisch aan onze vingers. Het is gewoon natuurkunde.
Op basis van het ontdekte principe is een toepassing denkbaar: een wrijvingsloos magnetisch lager. Als een soort prototype daarvan hebben ze in Nijmegen een gemaakt.
De onderzoekers publiceren hierover in de Nature van 22 juli 1999. Het onderzoek is mede gefinancierd door FOM.