L'unico esperimento di Einstein si trova nel museo francese – Physics World

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Esperimento di Einstein de Haas

Albert Einstein è famoso come fisico teorico, ma ha anche condotto un esperimento significativo. Questo fu l'esperimento di Einstein-de Haas, che fece nel 1915 con il fisico olandese Wander de Haas. Questo lavoro ha dimostrato che la magnetizzazione dei materiali ferromagnetici come il ferro è correlata al momento angolare degli elettroni.

Ora, alcuni degli apparecchi utilizzati da Einstein e de Haas sono stati trovati languire nel Museo Ampère vicino a Lione, uno dei musei scientifici più antichi di Francia. La scoperta è stata fatta da Alfonso San Miguel dell'Università Claude Bernard Lyon 1 e Bernard Pallandre, curatore del museo. Dicono che la provenienza degli oggetti può essere verificata da documenti associati a Geertruida de Haas-Lorentz. Era un fisico e la moglie di de Haas. San Miguel e Pallandre affermano che fu lei a donare l'attrezzatura al museo negli anni '1950.

L'esperimento di Einstein-de Haas coinvolge un cilindro di materiale ferromagnetico sospeso a un filo in modo che possa ruotare attorno al proprio asse di simmetria. Uno specchio è situato nella parte superiore del cilindro in modo che la rotazione del cilindro possa essere misurata riflettendo un raggio di luce su uno schermo (vedi figura).

Rotazione curiosa

Il cilindro è posto al centro di un solenoide. Quando una corrente elettrica viene inviata attraverso il solenoide, crea un campo magnetico che magnetizza il cilindro, che diventa una barra magnetica. Ciò fa sì che il cilindro ruoti leggermente, cosa che si osserva nella deflessione del raggio luminoso. Se poi il campo magnetico viene invertito, il cilindro ruota nella direzione opposta.

Questa rotazione non è prevista dalla teoria elettromagnetica classica perché la simmetria cilindrica dell'esperimento non offre al campo magnetico la possibilità di esercitare una coppia sul ferromagnete.

Invece, la rotazione osservata supporta l’idea che il magnetismo sia creato da correnti cariche che scorrono in circolo all’interno di un materiale ferromagnetico – un’idea che era stata avanzata per la prima volta quasi un secolo prima dal fisico francese André-Marie Ampère.

Oltre ai momenti magnetici, questi elettroni orbitanti hanno anche un momento angolare. La magnetizzazione del cilindro comporta l'allineamento di questi momenti magnetici. Ciò si traduce in cambiamenti nelle direzioni dei momenti angolari degli elettroni quando viene applicato il campo magnetico. Poiché il momento angolare deve essere conservato, il cilindro ruota in risposta a questo cambiamento.

Ora sappiamo che gli elettroni hanno momento angolare intrinseco (spin) così come momento angolare orbitale. L'esperimento di Einstein-de Haas può essere utilizzato per studiare come entrambi contribuiscono alla magnetizzazione di un materiale.

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