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Kernphysik: Rotation magnetisiert Wasserprobe

Wer einen Körper schnell genug dreht, verändert die Ausrichtung der Atomkern-Spins in seinem Inneren – das haben Forscher nun mit einem Experiment bewiesen.
Rotierende AtomkerneLaden...

Vor mehr als 100 Jahren führte der US-Physiker Samuel Jackson Barnett ein verblüffendes Experiment durch. Er ließ einen Eisenstab mehr als 100-mal pro Sekunde rotieren. Wie Barnett feststellte, verlieh das dem Körper magnetische Eigenschaften, ganz so, als würde man ihn einem äußeren Magnetfeld aussetzen. Heute lässt sich der Effekt elegant erklären. Die Kreisbewegung orientiert Bezirke im Atomgitter so, dass von dem Körper ein Magnetfeld ausgeht.

Nun hat ein Team um Tycho Sleator von der New York University eine moderne Version des Barnett-Effekts im Labor realisiert: Die Forscher ließen ein acht Millimeter langes Wasserröhrchen rasant rotieren, woraufhin sich die Spins der Atomkerne ausrichteten. Sie reagieren extrem träge auf Bewegung, weshalb es stets als große Herausforderung galt, den Effekt dingfest zu machen.

In dem Experiment der New Yorker zeigte sich das Phänomen ab einer Rotationsgeschwindigkeit von 4500 Umdrehungen pro Sekunde. Sie führte zu einer Magnetisierung von rund einem Prozent, berichten die Forscher im Fachmagazin »Physical Review Letters«. Sie wiesen den Effekt nach, indem sie die Atomkerne mit kurzen Radiopulsen ins Taumeln brachten. Daraufhin schwankte die Stärke des von der Probe ausgehenden Magnetfelds mit einer charakteristischen Frequenz hin und her, ähnlich wie in einem Kernspintomografen.

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