Memotong batang magnet menjadi dua tidak akan melepaskan kutubnya. Itu hanya akan menghasilkan dua magnet, masing-masing dengan kutub utara yang akan tertarik ke kutub selatan magnet lainnya, dan sebaliknya.
Sifat daya tarik dasar inilah yang membuat magnet berguna untuk banyak tujuan, mulai dari mengadakan undangan pesta hingga lemari es hingga membuat pencitraan medis.
Tapi bagaimana kutub ini muncul? Mengapa magnet memiliki kutub utara dan selatan?
Magnet adalah “salah satu misteri terdalam dalam fisika,” katanya. Greg Boebinger (Buka di tab baru)Direktur Laboratorium Medan Magnet Tinggi Nasional di Tallahassee, Florida. ketika Orang telah menggunakan magnet selama ribuan tahun (Buka di tab baru)Para ilmuwan masih mempelajari hal-hal baru tentang cara kerjanya.
Jawaban dasar mengapa magnet memiliki kutub terletak pada perilaku elektron. Semua materi, termasuk magnet, terbuat dari atom. di setiap JagungInti dikelilingi oleh satu atau lebih elektron bermuatan negatif. Masing-masing elektron ini menghasilkan medan magnet kecilnya sendiri, yang oleh para ilmuwan disebut sebagai “putaran”. Jika cukup banyak medan magnet kecil ini menunjuk ke arah yang sama, material itu sendiri menjadi paramagnetik.
Terkait: Mengapa percikan logam dalam microwave?
“Putaran” elektron adalah konsep abstrak, kata Bobinger kepada Live Science. Secara teknis, tidak ada yang pernah melihat spin elektron – terlalu kecil untuk dilihat di bawah mikroskop. Tetapi fisikawan mengetahui bahwa elektron memiliki medan magnet karena mereka telah mengukurnya. Dan salah satu cara medan ini dapat dihasilkan adalah jika elektron berputar. Membalikkan arah putaran, dan medan magnet akan berbalik arah.
bila memungkinkan, Elektron akan berpasangan sehingga putarannya dibatalkan (Buka di tab baru), yang membuat magnet bersih atom menjadi nol. Namun pada beberapa unsur, seperti besi, hal ini tidak dapat terjadi. Jumlah elektron dan cara mereka ditempatkan di sekitar inti berarti bahwa setiap atom besi akan memiliki elektron yang tidak berpasangan yang menghasilkan medan magnet kecil.
Dalam bahan non-magnetik, medan magnet individu ini mengarah ke arah acak yang berbeda. Dalam hal ini, mereka sebagian besar membatalkan satu sama lain, sehingga bahannya umumnya tidak bersifat magnetis. Tetapi dalam kondisi yang tepat, medan magnet subatom kecil dapat sejajar dalam arah yang sama. Orang mungkin menganggap ini sebagai perbedaan antara kerumunan orang yang berjalan-jalan, versus semua orang yang mengatur dan menghadap ke arah yang sama. Kombinasi dari medan magnet yang sangat kecil ini menciptakan medan magnet yang lebih besar – sehingga material tersebut menjadi magnet.
Banyak magnet yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari, seperti magnet kulkas, dikenal sebagai magnet permanen. Dalam bahan-bahan ini, medan magnet dari banyak atom dalam bahan telah disejajarkan secara permanen oleh gaya eksternal—seperti ditempatkan di dalam medan magnet yang lebih kuat.
Seringkali, medan magnet yang lebih kuat ini dihasilkan oleh listrik. Listrik dan magnet pada dasarnya berhubungan, karena medan magnet dihasilkan oleh pergerakan muatan listrik. Itulah sebabnya elektron yang berputar mengandung medan magnet. Tetapi para ilmuwan juga dapat memanfaatkan listrik untuk membuat magnet yang sangat kuat Paulo Veracin (Buka di tab baru), seorang ilmuwan senior di Lawrence Berkeley National Laboratory di California. Menjalankan arus yang cukup melalui gulungan kawat menghasilkan medan magnet yang sangat kuat yang bertahan selama arus mengalir. Elektromagnet ini sering digunakan dalam penelitian fisika, kata Veracin kepada Live Science. Ini juga digunakan dalam instrumen medis seperti mesin magnetic resonance imaging (MRI).
Bumi juga memiliki medan magnetnya sendiri – yang membuat jarum kompas bekerja. Ilmuwan telah mendefinisikan kutub utara magnet sebagai ujung yang menunjuk ke kutub utara bumi jika magnet berputar bebas. Namun secara teknis, jelas Bobinger, ini berarti bahwa kutub utara magnet bumi sebenarnya adalah kutub selatan magnet, karena kutub yang berlawanan saling tarik-menarik.
Secara fisik, garis medan magnet mengalir keluar dari kutub utara magnet ke kutub selatannya, membentuk loop tertutup.
Fisikawan juga telah menemukan susunan lain untuk kutub magnet, Termasuk segi empat (Buka di tab baru), di mana sekelompok kutub magnet utara dan selatan disusun dalam bentuk persegi. Satu tujuan tetap sulit dipahami, kata Veracin: Belum ada yang menemukan monopoli magnetis.
Elektron dan proton adalah unipolar: masing-masing memiliki muatan listrik tunggal, positif atau negatif. Tetapi elektron (dan partikel lain juga) memiliki kutub magnet. Karena mereka adalah partikel dasar, mereka tidak dapat dipecah lebih lanjut. Perbedaan antara cara partikel berperilaku secara elektrik dan magnetis telah menggugah banyak fisikawan, dan bagi sebagian orang, menemukan partikel dengan satu kutub magnet adalah hal yang sangat penting. Penemuannya akan menentang hukum fisika seperti yang kita pahami saat ini.
“Penggemar bir. Sarjana budaya pop yang setia. Ninja kopi. Penggemar zombie jahat. Penyelenggara.”
More Stories
Inti Pluto kemungkinan besar tercipta dari tabrakan kuno
Penemuan mekanisme baru untuk memori DNA
Fermi NASA tidak melihat sinar gamma dari supernova di dekatnya