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Magnetische Elektrizität

Magnetische Elektrizität

Britische Forscher haben ein magnetisches Äquivalent zu Elektrizität entdeckt: einzelne magnetische Ladungen, die sich wie elektrische Ladungen verhalten und interagieren können. Die Arbeit ist die erste, die magnetische Monopole verwendet, die in speziellen Kristallen existieren, die als Spineis bekannt sind.

In einem Artikel in der Zeitschrift Nature zeigte ein Forscherteam, dass Monopole zusammenkommen, um einen "magnetischen Strom" wie Elektrizität zu bilden. Das als "Magnetizität" bezeichnete Phänomen könnte für magnetische Speichervorrichtungen oder Computer verwendet werden.

Die Existenz magnetischer Monopole wurde zum ersten Mal vor etwa einem Jahrhundert als perfekte Analogie für elektrische Ladungen vorhergesagt. Obwohl es Protonen und Elektronen mit positiven und negativen elektrischen Nettoladungen gibt, gibt es keine Teilchen, die magnetische Ladungen tragen. Stattdessen hat jeder Magnet einen "Nord" - und einen "Süd" -Pol.

Im September dieses Jahres berichteten zwei Forschungsgruppen unabhängig voneinander über die Existenz von Monopolen, "Partikeln", die eine globale magnetische Ladung tragen, aber nur in Spineiskristallen existieren.

Diese Kristalle bestehen aus Pyramiden geladener Atome oder Ionen, die so angeordnet sind, dass die Materialien beim Abkühlen auf außergewöhnlich niedrige Temperaturen winzige diskrete Pakete magnetischer Ladung aufweisen.

Jetzt hat eines dieser Teams seine Untersuchung fortgesetzt, um zu zeigen, dass sich diese "Quasi-Teilchen" magnetischer Ladung zusammen bewegen können, um einen magnetischen Strom zu bilden, ähnlich wie ein elektrischer Strom aus der Bewegung von Elektronen gebildet wird.

Zu diesem Zweck verwendeten sie subatomare Partikel namens Myonen, die an der ISIS-Myon- und Neutronenquelle des Science and Technology Facilities Council (STFC) in der Nähe von Oxford erzeugt wurden.
Nach der Herstellung zersetzen sich die Myonen innerhalb von Millionstelsekunden in andere subatomare Teilchen, aber die resultierenden Teilchen "erinnern" sich an die Richtung der Myonen.

Das Team unter der Leitung von Stephen Bramwell vom Londoner Zentrum für Nanotechnologie implantierte diese Myonen in Spin-Eis, um zu demonstrieren, wie sich magnetische Monopole bewegten.
Die Forscher zeigten, dass sich die Monopole durch Platzieren des Spineises in einem Magnetfeld auf einer Seite stapeln würden (genau wie sich Elektronen in einem elektrischen Feld stapeln würden).

Prof. Bramwell wies BBC News darauf hin, dass die Entwicklung als Mittel zur Energiegewinnung wahrscheinlich nicht zusammenkommt, hauptsächlich weil sich die Partikel nur innerhalb des Spineises bewegen. "Wir werden keine magnetische Glühbirne oder ähnliches sehen", sagte er.

Durch die Entwicklung verschiedener Spin-Ice-Materialien, um die Art und Weise zu modifizieren, in der sich Monopole durch sie bewegen, könnten diese Materialien schließlich in magnetischen Speichervorrichtungen oder in der Spintronik verwendet werden, einem Feld, das antreiben könnte zukünftige Verarbeitungsfähigkeiten erheblich.

Quelle: BBC Technology

Video: Warum erzeugt Strom ein Magnetfeld? Elektromagnet selber bauen: Lorentz-Kontraktion. Phils Physics (September 2020).