130 POPULAR SCIENCE

' .

...

Prof. Felix Ehrenhaft arată un tub cu gaze, produse zice el, prin descompunerea apei cu un magnet.

Dacă acest experimentator are dreptate, descoperirea lui va deranja toate ideile noastre acceptate despre această forță familiară.

de ALDEN P. ARMAGNAC

oate un magnet să descompună apa? Nu zic cărțile fizicienilor. Da, zice Prof. Felix Ehrenhaft, fostul director al Institutului de

Fizică al Universității din Viena, care își desfășoară acum cercetările în New York. Dacă s-ar descoperi ca el are dreptate, descoperirile acestuia în domeniul magnetismului, promit aplicații practice în ceea ce privește dinamurile, motoarele, transformatoarele, telefoanele și domeniul radio, care au provenit din cercetările de electricitate fundamentale ale lui Faraday. Pentru acest experiment “imposibil”, Dr. Ehrenhaft a folosit cel mai simplu aparat. Două bare lucioase de fier pur Suedez, prinse în găurile de pe părțile opuse ale unui tub sub formă de U, seamănă cu o configurație familiară elevilor de liceu, pentru descompunerea apei în hidrogen și oxigen, prin trecerea unui curent prin aceasta. Și asta este exact ceea ce se va întâmpla dacă Dr. Ehrenhaft atașează fire electrice de la o baterie la bare. Dar el nu face un asemenea lucru.

În schimb, el utilizează barele de fier ca și piese polare, sau capete “nord” și “sud” ale unui magnet – fie un electromagnet fie un magnet permanent. Bulele de gaz se ridică prin cele două coloane de apă acidulată, pentru a fi colectate și analizate. Cum ar putea fi de așteptat, aproape tot gazul este hidrogen, eliberat de un banala reacție chimică dintre barele de fier și acidul sulfuric diluat, un procent la volumul de apă. Dar partea fenomenală a experimentului este că apare și oxigenul, a spus Dr. Ehrenhaft recent Societății Americane de Fizică. Pentru a fi specific, se găsește în proporții măsurabile clare, între două la 12 procente din volumul total al gazelor. Când gazele obținute cu un magnet permanent sunt separate, cea mai mare proporție de oxigen se găsește deasupra polului nord al magnetului. După măsuri de precauție riguroase care par să excludă toate celelalte explicații – incluzând scurtcircuitarea polilor magnetici cu un conductor, așa că polii vor fi la același potențial electric, Dr. Ehrenhaft concluzionează că există doar un singur loc de unde poate veni oxigenul. Și acela este din apa descompusă cu un magnet! Fără un magnet, se obține doar hidrogen pur. Există un aspect colateral interesant al acestui experiment. Un magnet permanent puternic de tip Alnico, suferă o marcantă pierdere de putere – să zicem, 10 procente în 24 de ore – după ce a fost utilizat la descompunerea apei, a observat Dr. Ehrenhaft. De fapt, constructorii magneților, care au presupus că aceștia vor dura ani de zile fără schimbări majore, au văzut cu uimire și spaimă ceea ce se întâmplă cu aceștia. Dar produsele lor nu au nici o defecțiune. Energia dintr-o baterie electrică este utilizată la descompunerea apei, și ar fi rezonabil să se aștepte ca energia stocată într-un magnet permanent să fie de asemenea consumată. Ceea ce dă cea mai mare importanță caracteristicii raportate de descompunere a apei cu un magnet, este cea mai proaspătă evidență pe care o oferă în sprijinul existenței “curentului magnetic”, sau a unei curgeri de particule încărcată magnetic, care a fost suspectată de pionieri notabili și pe care acum Dr. Ehrenhaft o menține și a dovedit-o. Confirmarea acestei descoperiri uimitoare va indica spre un posibil viitor rival al curentului electric, probabil capabil de a fi valorificat în moduri extraordinare. Este inutil să mai spunem, că lumea științifică va Necesita o mulțime de dovezi, deoarece concluziile Dr. Ehrenhaft contrazic categoric convingeri de mult timp stabilite. Așa cum orice copil de școală învață, un magnet are un pol nord și unul sud. Dacă se sparge în două cu un ciocan, fiecare parte va avea proprii poli nord și sud.

I

Magie cu MAGNETISM

P

131 POPULAR SCIENCE

DESCOMPUNEREA MAGNETICĂ A APEI? Utilizând acest aparat simplu, Dr. Ehrenhaft raportează, că a făcut acest experiment “imposibil” de a descompune apa cu un magnet permanent. Acest magnet, sub formă de potcoavă, se poate vedea la baza de jos a tubului. Bulele de gaz se ridică din polii metalici etanșați din tub și sunt conduse către paharele umplute cu apă, unde acestea sunt colectate pentru analiză. S-a descoperit că ambele gaze, hidrogenul și oxigenul sunt prezente, cel mai mult oxigen venind de deasupra polului nord al magnetului. Un conductor scurtcircuitează capetele magnetului pentru a exclude orice diferență de potențial electric. Desenul din dreapta arată detaliile de configurare ale acestui uimitor test.

132 POPULAR SCIENCE

Amatorii pot testa puterea unui magnet prin măsurarea distanței de la care face ca o bandă metalică să sară

Nici o lege nu-ti interzice să-ți imaginezi un magnet cu doar un pol, și idea devine folositoare in calcule electrice și radio. Dar conform realității nu putem avea un pol fără celălalt, credea un experimentator numit Peter Peregrinus; el a demonstrat-o pentru propria satisfacție, utilizând o piatră de magnetit, în anul 1269, și opinia

predominantă, îl sprijină de atunci încoace. (Așa precum știm acum, piatra de magnetit de pe platforma care plutea pe apă, s-a răsucit pur și simplu până când polul ei nord a ajuns cu fața spre polul sud magnetic al Pământului, și invers. Ea nu a arătat nici diferență observabilă între magnetismul nordic sau sudic - și de aici concluzia că cele două sunt egale.) Dar ar fi încă adevărat dictonul “poli magnetici neseparați” într-un test mult mai delicat – să zicem, dacă am substitui particulele microscopice de fier sau alte metale magnetice, la fel de mici ca și particulele de fum, în locul bucății masive de piatră pe care a utilizat-o Peregrinus? Dr. Ehrenhaft a încercat. În spațiul de aer dintre polii nord și sud ai unui magnet, el a configurat ceea ce el a denumit un câmp magnetic omogen, adică cu liniile forței magnetice absolut paralele. În acest câmp, el a descoperit că particulele de metal se deplasează înspre polul nord sau sud, schimbându-și direcția conform direcției câmpului magnetic. El a concluzionat că particulele trebuie să aibă un exces de sarcini magnetic, nord sau sud. Extinzând terminologia lui Faraday, el a denumit particulele ioni magnetic. Aceștia sunt monopoli magnetici arătați în partea dreapta jos a desenului colorat. În loc să poarte sarcini electrice minus și plus, așa cum poartă familiarii ioni, aceștia cară sarcini magnetice nord și sud. Acum, la fel cum ionii electrici în deplasarea lor formează un curent electric, de ce nu ar crea ionii magnetic în deplasarea lor un curent magnetic? Analizează pentru tine însuți un alt experiment uimitor al Dr. Ehrenhaft, și trage propriile tale concluzii. De această dată inima aparatului va fi o mică celulă de sticlă, echipată ca și mai înainte cu piese polare de fier care intră în apa conținând un procent de acid sulfuric. Un electromagnet, cuplat și decuplat la voință, energizează polii. Dintr-un proiector, un puternic fascicul de lumină este focalizat spre spațiul îngust dintre cele două piese polare, și cu un microscop de mică putere, montat orizontal, relevă ce se întâmplă acolo. Adăugarea unei camere permite o înregistrare permanentă. Începe cu electromagnetul nealimentat. Privind prin ocularul microscopului, vezi șiruri de bule care se ridică de la ambele piese polare. Acestea sunt bule de hidrogen, eliberate de aceiași acțiune chimică ca și în primul experiment. Alimentează electromagnetul, iar scena se schimbă abrupt. Oprindu-se din traseul lor, unele bule se agață de piesele polare. Altele părăsesc un pol și călătoresc către celălalt. Dr. Ehrenhaft solicită o atenție specială față de bulele care coboară în jos, împotriva propriei lor plutiri, împinse (Continuă pe pagina 222)

133 POPULAR SCIENCE

O celulă de sticlă, inima aparatului de mai jos, conține polii unui electromagnet, și apă acidulată. Aceste microfotografii, făcute de Alvin P. Freeman, arată ce se întâmplă în celulă. 1. Cu electromagnetul nealimentat bulele de hidrogen eliberate de acțiunea chimică, se ridică de la piesele polare. 2. Când electromagnetul este alimentat, polii atrag sau schimbă bulele. (Observă bulele mari care sfidează plutirea și se mișcă în jos dinspre polul de sus.) 3,4. Un vârtej de bule apare ca o mare ceață albă. Traseul bulelor între polii electromagnetului sugerează un curent magnetic. Un pol superior conic apare în fotografie.

Printr-un microscop de mică putere, montat orizontal, Dr. Ehrenhaft observă mișcarea din celula de sticlă. Ceea ce el vede, afișat în fotografiile de mai sus, l-a convins că reprezintă o forță necunoscută. Un fascicul puternic de lumină de la un proiector este concentrate pe spațiul îngust dintre piesele polare ale electromagnetului, pentru a face vizibil dansul ciudat al bulelor.

134 POPULAR SCIENCE

Magie cu Magnetism (continuare din pagina 132)

de o forță necunoscută mai puternică decât gravitația. Între timp, un fenomen spectaculos a luat naștere – un carusel miniatură de bule de gaz între fețele polilor și paralele la ei. Incapabil de a fi prezentat într-o poză, cu toate acestea efectul apare clar ca o ceață albă, atunci când polului magnetic superior i se dă o formă conică, din considerente fotografice. Observarea vizuală arată detalii frapante. Dacă în apa acidulată au fost adăugate, să zicem particule de cupru, acestea se vor roti în același plan cu bulele de hidrogen, dar în direcție opusă. Pentru amândouă, viteza vortexului depinde de intensitatea câmpului magnetic. Schimbă polaritatea magnetului, iar fiecare set de particule se rotesc în direcție opusă. Aici nu este vorba despre teorii impracticabile, ci de fapte perfect demonstrabile. Orice fizician sceptic are invitație permanent pentru a le vedea cu proprii ochi la laboratorul Dr. Ehrenhaft, pus la dispoziția acestuia în cartierul faimoasei firme optice Carl Zeiss din New York. Rămâne o provocare pentru știință să explice fenomenul, cu excepția cazului în care concluziile Dr. Ehrenhaft sunt acceptate. Să vedem cât de corect ele vor descrie o analogie între bine cunoscutele efecte electrice și nou descoperite efecte magnetice: Bulele sau particulele care se deplasează între piesele polare ale unui magnet, se comportă ca și cum

(continuare în pagina 226)

135 POPULAR SCIENCE

acestea erau ioni sau clusteri magnetici – respinși de polii asemănători și atrași de polii magnetizați opuși. Aceasta corespunde exact cu modul în care ionii “electrici” sau cei normali interacționează cu electrozii pozitivi și negativi. Și datorită comportamentului vortexial al bulelor de hidrogen și al particulelor de cupru, Dr. Ehrenhaft a concluzionat că acestea sunt particule încărcate electric – ioni normali – rotindu-se în jurul unui curent magnetic. Aceasta ar fi o similaritate exactă a concepției clasice că magnetismul se rotește în jurul unui conductor electric.

Acum observațiile uimitoare ale Dr. Ehrenhaft încep să se desfășoare. Existența unui asemenea lucru ca și curentul magnetic, odată stabilit, vor pava calea unor industrii la fel de gigantice ca toate cele pe care electricitatea le-a creat la timpul ei. O “goană după aur” pentru aplicații practice ar trebui așteptată. Brevetele pentru acestea ar cere sume uriașe, deoarece invențiile utilizând curentul magnetic vor fi baza.

Ce formă vor lua acestea, nimeni nu poate prevedea, iar Dr. Ehrenhaft refuză să emită o presupunere. Cu toate acestea, un vizitator al laboratorului acestuia, nu poate rezista tentației de a-și lăsa imaginația să zburde liber. Noi tipuri de generatoare și motoare? Căi mai bune de transmitere a energiei? Transformatoare care vor lucra în curent continuu în loc de curent alternativ? Zdrobitoare de atomi? Metode radical de a vedea în întuneric și prin microscop și telescop? Metode de a extrage energie din magnetismul terestru? Și, în casa ta, înlocuirea curentului electric cu cel magnetic – cine s-a curentat vreodată cu el? Pure visuri, toate, astăzi – dar unele din ele realități ale anului 2044.

Înainte ca curenții magnetici să poată fi utilizați, desigur, un miliard de întrebări despre comportamentul acestora rămân să fie studiate și să li se dea răspunsuri. Până în prezent nimeni nu știe dacă aceștia pot fi transportați prin conductori, ca și curenții electrici, la fel ca și prin lichide conductoare. Dacă da, atunci conductorii ar trebui să fie dintr-un material total diferit față de cele mai bune conductoare pentru electricitate. De asemenea, cele mai eficiente izolatoare pentru curentul electric ar trebui să fie substanțe total diferite de cele utilizate pentru izolatoarele electrice. Întregul subiect oferă un câmp la fel de vast pentru cercetarea de pionierat, la fel cum a făcut și electricitatea cu un secol în urmă. Iar acum, ca și atunci, un experimentator amator lucrând în subsolul casei sale, are aceiași șansă de a face o descoperire epocală, ca și un distins savant într-un mare laborator.