b'\n_START_ARTICLE_\nMagnete\n_START_PARAGRAPH_\nUn magnete (o calamita) \xc3\xa8 un corpo che genera un campo magnetico. Il nome deriva dal greco \xce\xbc\xce\xb1\xce\xb3\xce\xbd\xce\xae\xcf\x84\xce\xb7\xcf\x82 \xce\xbb\xce\xaf\xce\xb8\xce\xbf\xcf\x82 (magn\xc3\xa9tes l\xc3\xadthos), cio\xc3\xa8 "pietra di Magnesia", dal nome di una localit\xc3\xa0 dell\'Asia Minore, nota sin dall\'antichit\xc3\xa0 per gli ingenti depositi di magnetite. Un campo magnetico \xc3\xa8 invisibile all\'occhio umano, ma i suoi effetti sono ben noti: sposta materiali ferromagnetici come il ferro e fa attrarre o respingere due magneti._NEWLINE_Un magnete permanente \xc3\xa8 formato da un materiale ferromagnetico (soltanto alcuni) che \xc3\xa8 stato magnetizzato e crea un proprio campo magnetico. I materiali che possono essere magnetizzati sono anche quelli fortemente attratti da una calamita, e sono chiamati ferromagnetici (o ferrimagnetici); questi includono ferro, nichel, cobalto, alcune leghe di terre rare e alcuni minerali naturali come la magnetite. Anche se i materiali ferromagnetici (e ferrimagnetici) sono gli unici attratti da una calamita cos\xc3\xac intensamente da essere comunemente considerati "magnetici", tutte le sostanze rispondono debolmente ad un campo magnetico, attraverso uno dei _NEWLINE_numerosi tipi di magnetismo._NEWLINE_I materiali ferromagnetici possono essere suddivisi in materiali magneticamente "morbidi" (come ad esempio il ferro ricotto), che possono essere magnetizzati ma che tendono a non rimanere in tale stato, e materiali magneticamente "duri", che invece rimangono magnetici. I magneti permanenti sono costituiti da materiali ferromagnetici "duri" sottoposti durante la loro produzione ad un trattamento speciale in un potente campo magnetico, che allinea la loro struttura microcristallina interna e li rende molto difficili da smagnetizzare. Per smagnetizzare un magnete di questo tipo, infatti, deve essere applicato un certo campo magnetico la cui intensit\xc3\xa0 dipende dalla coercitivit\xc3\xa0 del materiale corrispondente; i materiali "duri" hanno alta coercitivit\xc3\xa0, mentre quelli "morbidi" hanno bassa coercitivit\xc3\xa0._NEWLINE_Un elettromagnete \xc3\xa8 costituito da una bobina di filo conduttore che agisce come un magnete quando una corrente elettrica passa attraverso di essa, ma che smette di essere una calamita quando la corrente si ferma. Spesso un elettromagnete \xc3\xa8 avvolto attorno ad un nucleo di materiale ferromagnetico (per esempio l\'acciaio) per aumentare il campo magnetico prodotto dalla bobina._NEWLINE_La forza complessiva di un magnete \xc3\xa8 misurata dal suo momento magnetico, o in alternativa dal flusso magnetico totale che produce. La forza locale del magnetismo in un materiale viene misurata dalla sua magnetizzazione.\n_START_SECTION_\nI poli magnetici\n_START_PARAGRAPH_\nTutti i magneti hanno almeno due poli: possiedono cio\xc3\xa8 almeno un polo "nord" e un polo "sud"; il polo non \xc3\xa8 un\'entit\xc3\xa0 materiale, bens\xc3\xac un concetto utilizzato nella descrizione dei magneti._NEWLINE_Per comprenderne il significato, si pu\xc3\xb2 fare un esempio immaginando una fila di persone allineate e rivolte verso la medesima direzione: bench\xc3\xa9 abbia un lato "frontale" e uno "posteriore", non c\'\xc3\xa8 un luogo particolare della fila in cui si trovano solo i "lati frontali" delle persone o i loro "lati posteriori"; una persona ha di fronte a s\xc3\xa9 la schiena della persona davanti e dietro di s\xc3\xa9 un\'altra persona rivolta in avanti. Se si divide la fila in due file pi\xc3\xb9 piccole, esse continueranno ad avere comunque un orientamento. Continuando a dividere le file, anche arrivando al singolo individuo si manifesta ancora lo stesso orientamento fronte/retro._NEWLINE_Lo stesso accade con i magneti: non c\'\xc3\xa8 un\'area all\'interno del magnete in cui si trovano solo i poli nord o solo i poli sud, anche dividendo in due parti il magnete, entrambi i magneti risultanti avranno un polo nord e un polo sud. Anche questi magneti pi\xc3\xb9 piccoli possono essere suddivisi ulteriormente, ottenendo ancora dei magneti con un polo nord e un polo sud. Se si continua a dividere il magnete in parti sempre pi\xc3\xb9 piccole, ad un certo punto queste parti saranno troppo piccole anche per mantenere un campo magnetico (ci\xc3\xb2 non significa che sono diventati singoli poli, ma semplicemente che hanno perso la capacit\xc3\xa0 di generare del magnetismo). Per alcuni materiali, si pu\xc3\xb2 arrivare al livello molecolare e osservare ancora un campo magnetico, con poli nord e sud (sono i "magneti molecolari"). Alcune teorie fisiche tuttavia prevedono l\'esistenza di un monopolo magnetico nord e sud._NEWLINE_In termini del campo di induzione magnetica B, in un magnete permanente si ha che le linee di forza entrano dal polo sud ed escono dal polo nord. Allo stesso modo, in un solenoide percorso da corrente continua si possono identificare un polo nord e un polo sud.\n_START_SECTION_\nMagneti permanenti\n_START_PARAGRAPH_\nQualsiasi oggetto comune \xc3\xa8 composto da particelle come i protoni, i neutroni e gli elettroni; ciascuna di esse ha tra le sue propriet\xc3\xa0 quanto-meccaniche lo spin, che associa a queste particelle un campo magnetico. Da questo punto di vista, ci si aspetta che qualsiasi corpo materiale, essendo composto da innumerevoli particelle, possieda caratteri magnetici (persino le particelle di antimateria hanno propriet\xc3\xa0 magnetiche); l\'esperienza quotidiana, tuttavia, smentisce questa affermazione._NEWLINE_All\'interno di ogni atomo o molecola, le disposizioni di ogni spin seguono rigidamente il Principio di esclusione di Pauli; comunque sia, nelle sostanze diamagnetiche non esiste un ordinamento "a lungo raggio" di questi spin, per cui non esiste un campo magnetico, dato che ogni momento magnetico di una particella \xc3\xa8 annullato da quello di un\'altra._NEWLINE_Nei magneti permanenti, invece, questo ordinamento a lungo raggio esiste; il grado pi\xc3\xb9 elevato di ordinamento \xc3\xa8 quello presente nei cosiddetti domini magnetici: essi possono essere considerati come microscopiche regioni dove una forte interazione tra particelle, detta interazione di scambio, genera una situazione estremamente ordinata; pi\xc3\xb9 elevato \xc3\xa8 il grado di ordine del dominio, pi\xc3\xb9 forte risulter\xc3\xa0 il campo magnetico generato._NEWLINE_Un ordinamento a scale elevate (e quindi un forte campo magnetico) \xc3\xa8 una delle caratteristiche principali dei materiali ferromagnetici._NEWLINE_Uno stratagemma che si sfrutta per generare campi magnetici molto intensi \xc3\xa8 quello di orientare tutti i domini magnetici di un ferromagnete con un campo meno intenso, generato da un avvolgimento di materiale conduttore all\'interno del quale \xc3\xa8 fatta passare una corrente elettrica: \xc3\xa8 l\'elettromagnete.\n_START_SECTION_\nRuolo degli elettroni\n_START_PARAGRAPH_\nGli elettroni giocano un ruolo primario nella formazione del campo magnetico; in un atomo, gli elettroni si possono trovare sia singolarmente sia a coppie, all\'interno di ciascun orbitale. Se sono in coppia, ciascun elettrone ha spin opposto rispetto all\'altro (spin su e spin gi\xc3\xb9); dal momento che gli spin hanno direzione opposta, essi si annullano a vicenda: una coppia di elettroni non pu\xc3\xb2 dunque generare un campo magnetico._NEWLINE_In molti atomi, per\xc3\xb2, si trovano elettroni spaiati: tutti i materiali magnetici possiedono elettroni di questo tipo, ma non \xc3\xa8 detto che al contrario un atomo con elettroni spaiati sia ferromagnetico. Per poter essere ferromagnetico, gli elettroni spaiati del materiale devono anche interagire fra di loro a larghe scale, in modo da essere tutti orientati nella medesima direzione. La specifica configurazione elettronica degli atomi, cos\xc3\xac come la distanza tra ciascun atomo, \xc3\xa8 il principale fattore che guida questo ordinamento a lungo raggio. Se gli elettroni mostrano lo stesso orientamento, essi si trovano nello stato a minore energia.\n_START_SECTION_\nElettromagneti\n_START_PARAGRAPH_\nL\'esempio pi\xc3\xb9 semplice di elettromagnete \xc3\xa8 quello di un filo arrotolato a mo\' di bobina una o pi\xc3\xb9 volte: questa configurazione prende il nome, rispettivamente, di spira o solenoide. Quando la corrente elettrica attraversa la bobina, quest\'ultima genera un campo magnetico attorno a s\xc3\xa9. L\'orientamento del campo magnetico pu\xc3\xb2 essere determinato attraverso la regola della mano destra, mentre la sua intensit\xc3\xa0 dipende da vari fattori: dal numero di spire si ricava la superficie dell\'interazione, dalla densit\xc3\xa0 di corrente elettrica l\'attivit\xc3\xa0; pi\xc3\xb9 spire sono presenti (o pi\xc3\xb9 grande \xc3\xa8 la densit\xc3\xa0 di corrente), pi\xc3\xb9 risulter\xc3\xa0 elevato il campo magnetico._NEWLINE_Se la bobina \xc3\xa8 vuota al suo interno, il campo generato sar\xc3\xa0 estremamente debole; vari materiali ferromagnetici o paramagnetici possono essere utilizzati per costituire il nucleo di un elettromagnete: l\'aggiunta di queste componenti pu\xc3\xb2 far aumentare l\'intensit\xc3\xa0 del campo magnetico di 100 o addirittura 1000 volte._NEWLINE_A distanze considerevoli rispetto alle dimensioni del magnete, il campo magnetico osservato segue la legge dell\'inverso del cubo: l\'intensit\xc3\xa0 del campo \xc3\xa8 inversamente proporzionale al cubo della distanza._NEWLINE_Se l\'elettromagnete poggia su una lastra metallica, la forza necessaria a separare i due oggetti sar\xc3\xa0 tanto pi\xc3\xb9 grande quanto pi\xc3\xb9 le due superfici saranno piatte e lisce: in questo caso infatti avranno un maggior numero di punti di contatto e pi\xc3\xb9 piccola sar\xc3\xa0 la riluttanza del circuito magnetico._NEWLINE_Gli elettromagneti trovano applicazioni in diverse situazioni, dagli acceleratori di particelle, ai motori elettrici, alle macchine per l\'imaging a risonanza magnetica. Vi sono anche macchinari pi\xc3\xb9 complessi dove non si utilizzano semplici dipoli magnetici, bens\xc3\xac quadrupoli magnetici, con lo scopo, per esempio, di concentrare i fasci di particelle. Un esempio \xc3\xa8 costituito dallo spettrometro di massa._NEWLINE_Recentemente campi di svariati milioni di tesla sono stati prodotti in solenoidi micrometrici nei quali veniva fatta passare una corrente di milioni di ampere, mediante scarica impulsiva di una batteria di condensatori. Le intense forze generate dalla scarica portavano il sistema ad implodere, distruggendo l\'esperimento in pochi millisecondi.\n_START_SECTION_\nMagneti metallici\n_START_PARAGRAPH_\nMolti materiali hanno coppie di elettroni con spin spaiati, e la maggior parte di essi \xc3\xa8 paramagnetica. Se i due elettroni interagiscono fra loro in modo tale che i loro spin si allineano spontaneamente, tali materiali divengono ferromagnetici (o semplicemente "magnetici"). A seconda della struttura atomica dei cristalli da cui sono formati, molti metalli sono gi\xc3\xa0 ferromagnetici quando sono ancora minerali, per esempio minerali del ferro (la magnetite), del cobalto, del nickel o anche di terre rare come il gadolinio o il disprosio. Questi magneti "naturali" sono stati ovviamente i primi ad essere utilizzati per le loro propriet\xc3\xa0 magnetiche, seguiti da altri di fabbricazione artificiale, come ad esempio il boro, un materiale molto magnetico utilizzato per i flap degli aerei, permettendo un volo comodo e agevole.\n_START_SECTION_\nCon terre rare\n_START_PARAGRAPH_\nGli elementi chimici chiamati terre rare (ovvero i lantanidi) hanno il livello elettronico f (che pu\xc3\xb2 ospitare fino a 14 elettroni) riempito solo in parte. Lo spin degli elettroni di questo livello si pu\xc3\xb2 facilmente allineare in presenza di forti campi magnetici, e perci\xc3\xb2 \xc3\xa8 proprio in queste situazioni che vengono utilizzati i magneti costituiti da terre rare. Le variet\xc3\xa0 pi\xc3\xb9 comuni di questi magneti sono i magneti samario-cobalto e i magneti neodimio-ferro-boro.\n_START_SECTION_\nMolecolari (SMM)\n_START_PARAGRAPH_\nNegli anni novanta si scopr\xc3\xac come certi tipi di molecole contenenti ioni metallici paramagnetici fossero capaci di conservare il proprio momento magnetico anche a temperature estremamente basse. Tale meccanismo \xc3\xa8 differente da quello utilizzato dai magneti convenzionali e teoricamente risulta anche pi\xc3\xb9 efficiente. Le ricerche che interessano questi magneti molecolari, o SMM ("single-molecule magnet") sono tuttora in corso._NEWLINE_Molti SMM contengono manganese, mentre in altri si trovano anche il vanadio, il ferro, il nickel e il cobalto.\n_START_SECTION_\nMagneti organici\n_START_PARAGRAPH_\nIl primo materiale organico, magnetico a temperatura ambiente, \xc3\xa8 stato ottenuto in diclorometano, dalla reazione del dibenzene-vanadio con tetracianoetilene (TCNE) e si presenta come un materiale nero, amorfo, di composizione V(TCNE)\xe2\x82\x82 \xc2\xbdCH\xe2\x82\x82Cl\xe2\x82\x82, magnetico sino alla temperatura di decomposizione a 77\xc2\xa0\xc2\xb0C. Cos\xc3\xac ottenuto risulta poco stabile, mentre ottenuto dalla fase gassosa di TCNE e V(CO)\xe2\x82\x86 (Vanadio esacarbonile) e condensato direttamente su supporti, rigidi o flessibili, forma film magnetici abbastanza stabili all\'aria.'