Tăierea unei bare magnetice în două nu va scăpa de polii săi. Va produce doar doi magneți, fiecare cu un pol nord care va fi atras de polul sud al celuilalt magnet și viceversa. 

Această proprietate fundamentală a atracției este cea care face ca magneții să fie utili în atât de multe scopuri, de la a ține o fotografie de la o petrecere pe un frigider până realizarea de imagistică medicală.

Dar cum apar acești poli? Magneții reprezintă unul dintre cele mai profunde mistere din fizică. Deși oamenii folosesc magneți de mii de ani, cercetătorii continuă să învețe lucruri noi despre modul în care aceștia funcționează.

Cel mai simplu răspuns la întrebarea „de ce magneții au poli” se află în comportamentul electronilor. Toată materia, inclusiv magneții, este alcătuită din atomi. În fiecare atom, nucleul este înconjurat de unul sau mai mulți electroni încărcați negativ. Fiecare dintre acești electroni generează propriul său mic câmp magnetic, pe care oamenii de știință îl numesc generic rotație. Dacă suficient de multe dintre aceste câmpuri magnetice mici sunt îndreptate în aceeași direcție, materialul în sine devine magnetic.

O rotație a unui electron este un concept abstractă. Dar fizicienii știu că electronii au un câmp magnetic pentru că l-au măsurat. Iar un mod în care acest câmp ar putea fi generat este dacă electronul s-ar roti. Dacă s-ar inversa direcția de rotație, s-ar inversa și câmpul magnetic.

Atunci când este posibil, electronii se vor împerechea astfel încât rotațiile lor să se anuleze, ceea ce face ca magnetismul net al unui atom să fie zero. Dar în unele elemente, cum ar fi fierul, acest lucru nu se poate întâmpla. Numărul de electroni și modul în care aceștia sunt poziționați în jurul nucleului înseamnă că fiecare atom de fier va avea un electron nepereche care generează un mic câmp magnetic.

Într-un material nemagnetizat, aceste câmpuri magnetice individuale sunt îndreptate în diferite direcții aleatorii. În această stare, ele se anulează în cea mai mare parte unul pe celălalt, astfel încât materialul nu este magnetic în general. Dar, în condițiile potrivite, micile câmpuri magnetice subatomice se pot alinia pentru a arăta în aceeași direcție. Combinația acestor câmpuri magnetice foarte mici creează un câmp magnetic mai mare - astfel încât materialul devine un magnet.

Mulți dintre magneții utilizați în viața de zi cu zi, cum ar fi magneții de frigider, sunt cunoscuți ca magneți permanenți. În aceste materiale, câmpurile magnetice ale multor atomi din material s-au aliniat permanent datorită unei forțe exterioare - de exemplu, prin introducerea într-un câmp magnetic mai puternic.

Adesea, acest câmp magnetic mai puternic este creat de electricitate. Electricitatea și magnetismul sunt legate în mod fundamental, deoarece câmpurile magnetice sunt generate de mișcarea sarcinilor electrice. De aceea, un electron care se rotește are un câmp magnetic. Dar oamenii de știință pot, de asemenea, să utilizeze electricitatea pentru a crea magneți foarte puternici. Trecerea unui curent suficient de intens printr-o bobină de sârmă generează un câmp magnetic foarte puternic care durează atât timp cât curentul există. Acești electromagneți sunt adesea utilizați în cercetările din domeniul fizicii. De asemenea, ei sunt folosiți în instrumente medicale, cum ar fi aparatele de imagistică prin rezonanță magnetică (RMN).

Pământul are și el propriul său câmp magnetic - este ceea ce face ca acul busolei să funcționeze. Oamenii de știință au definit polul nord al unui magnet ca fiind capătul care ar fi îndreptat spre polul nord al Pământului dacă magnetul s-ar putea roti liber. Dar, din punct de vedere tehnic, acest lucru înseamnă că polul magnetic nordic al Pământului este de fapt un pol magnetic sudic, deoarece polii opuși se atrag.

În convenția fizicii, liniile câmpului magnetic curg spre exterior de la polul nord al magnetului și spre polul sud al acestuia, formând o buclă închisă.

Electronii și protonii sunt monopoli electrici: fiecare dintre ei are o singură sarcină electrică, fie pozitivă, fie negativă. Dar electronii (și alte particule, de asemenea) au doi poli magnetici. Și pentru că sunt particule fundamentale, ele nu pot fi descompuse mai mult. Această diferență între modul în care particulele se comportă din punct de vedere electric și magnetic i-a intrigat pe mulți fizicieni, iar pentru unii, găsirea unei particule cu un singur pol magnetic este Sfântul Graal. Descoperirea sa ar pune la îndoială legile fizicii așa cum le înțelegem în prezent.

__________________________________________________________________________________________________

Urmăriți emisiunile preferate pe protvplus.ro: