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StartseiteForschung aktuellMagnetismus in der Metropole20.07.2004

Magnetismus in der Metropole

"Megagauss"-Konferenz erörtert Magnetfelder der Superlative

<strong>Physik. - Vor fast 200 Jahren entdeckten Forscher den Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetfeldern. Damit war die Grundlage für Elektromagneten, Motoren und Dynamos geschaffen. Inzwischen haben Physiker längst irdische Dimensionen verlassen und erzeugen Magnetfelder, die millionenfach stärker als das der Erde sind. Die Magneten selbst bleiben dabei unter sehenswerten Effekten meist auf der Strecke, berichten Wissenschaftler anlässlich der 10. Megagauss-Tagung in Berlin.</strong>

Bei der "Megatesla"-Messung wird der Magnet gesprengt. (physik.hu-berlin.de)
Bei der "Megatesla"-Messung wird der Magnet gesprengt. (physik.hu-berlin.de)

Schalten wir eine Glühlampe an, schicken wir damit eine wilde Horde von Elektronen auf einen Spießrutenlauf durch den Glühfaden. Bereits auf dem Weg dorthin müssen die Teilchen an den Atomen des Kabeldrahtes vorbei. Kein Wunder also, wenn je nach gewähltem Material der Hürdenlauf ganz unterschiedlich verläuft. Besonders markant ist etwa der Unterschied zwischen Leiter und Halbleiter - dem Stoff, aus dem Computer-Chips und Transistoren gefertigt werden. "Wir suchen nach den besten Materialien für eine bestimmte Aufgabenstellung. Dazu beobachten wir, wie Elektronen durch das Material wandern. Bei diesem Marsch durch die Materie besitzen sie je nach Material unterschiedliche Massen", erklärt Michael von Ortenberg, Organisator der Berliner Megagauss-Konferenz.

Der Physiker der Berliner Humboldt Universität schließt darauf, indem er mittels eines Elektromagneten ihre Trägheit bestimmt. Doch die Apparatur ist mitnichten handelsüblich, denn dabei werden Ströme eingesetzt, die einen Heizlüfter millionenfach übertreffen und in gerade einen Zentimeter großen Spulen Magnetfelder mit Feldstärken von 300 Tesla erzeugen. Damit übertreffen Ortenbergs Supermagnetfelder das der Erde um den Faktor zwei Millionen. Auch moderne Kernspintomographen kommen gerade auf ein Hundertstel der Stärke der Messanlage. Doch wo rohe Kräfte walten, leidet auch das Material: "Bei Magnetfeldern von 100 Tesla entsteht in dieser Spule ein Druck von 40 Tonnen pro Quadratzentimeter. Das hält kein Material aus, sonder sprengt in wenigen Millionstel Sekunden explosionsartig radial auseinander", konstatiert Ortenberg. Doch in der Zeit, bevor dies geschieht, messen die Berliner Physiker noch, wie gut ihr Versuchsstück im Magnetfeld Strom leitet.

Noch aggressiver geht Douglas Tasker zur Sache: der US-Physiker aus Los Alamos sprengt seinen Aufbau sogar in die Luft. Zunächst schickt er Strom durch ein Kupferrohr und erzeugt darin ein - für seine Begriffe kleines - magnetisches Feld. Anschließend komprimiert er das Rohr mit Hilfe einer Sprengladung. "Dadurch wird das Volumen, in dem das Magnetfeld liegt, verringert - so, als würde man eine verschlossene Tube Zahnpasta zusammendrücken. Der Druck wird dabei enorm." Bei seinen explosiven Experimenten in einem abgelegenen Canyon übertrifft er mit 1000 Tesla die Felder von Ortenberg um mehr als das Dreifache. Der Druck erreicht dabei gewaltige eine Million Atmosphären. So wie selbst Gummi sich nicht beliebig klein zusammendrücken lässt, so ändern dabei auch Metalle ihre elastischen Eigenschaften. Weil auch dabei selbstredend der Versuchsaufbau auf der Strecke bleibt, lautet ein Thema der Rocker unter den Physikern in Berlin: "100 Tesla non destructive" - Riesenfelder, ohne Zerstörung.

[Quelle: Michael Fuhs]

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