Magnetismi pitää meidät hengissä
Magnetismi on ehdottoman tärkeä ihmisten ja muiden eliöiden elämän kannalta. Maapallo on nimittäin suuri magneetti, jolla on pohjoisnapa ja etelänapa, ja planeetan magneettikenttä suojaa meitä kuin vahva kilpi Auringosta ja avaruudesta saapuvalta haitalliselta säteilyltä.
Jos Maan magneettikenttä ei pysäyttäisi hiukkaspommitusta, säteily tappaisi planeetaltamme kaikki tunnetut elämän muodot.
Voimakkaat aurinkomyrskyt, joilta Maan magneettikenttä myös suojaa, on mahdollista havaita paljain silmin. Napojen lähellä hiukkasten radan kaareutuminen näkyy revontulina.
Planeetan magneettikentän synnyttää geodynamo Maan ulommassa ytimessä, missä Maan pyörimisliike saa ytimen nestemäisen raudan liikehtimään. Ulkoytimen epävakauden ja kaoottisuuden vuoksi pohjoisnapa ja etelänapa vaihtavat ajoittain paikkaa. Kolmen tanskalaisen Swarm-satelliitin tekemien tuoreiden mittausten mukaan Maan magneettikenttä heikkenee parhaillaan selvästi, ja se taas viittaa siihen, että napojen vaihto voi alkaa seuraavien 2?000 vuoden kuluessa.
Mitä magnetismi on?
Yksinkertaistetusti voidaan sanoa, että magnetismi on sähköisesti varautuneiden hiukkasten liikettä. Aine on magneettista, jos sen atomiytimen ympärillä on pariton määrä elektroneja. Tämä tosiasia oli kuitenkin tutkijoille pitkään arvoitus.
1800-luvun alussa magnetismista alettiin tiedepiireissä saada paremmin selkoa. Tuohon aikaan oli jo keksitty sähkön olemassaolo. Ajan johtavat fyysikot eivät kuitenkaan uskoneet, että sähköllä ja magnetismilla olisi mitään tekemistä keskenään.
Entä sähkömagnetismi?
Sähkön ja magnetismin yhteydestä päästiin perille, kun tanskalainen fyysikko Hans Christian Ørsted vuonna 1820 teki yksinkertaisen kokeen Kööpenhaminan yliopiston luennolla.
Ørsted aikoi kertoa opiskelijoille magneettisuudesta, ja hänellä oli pöydällä kompassineula puutelineessä sekä ohut platinalanka paristoon kytkettynä. Hän huomasi omaksikin yllätyksekseen, että kompassineula liikahti aina, kun sähköä virtasi metallilangan läpi.
Ørsted jatkoi kokeitaan ja päätyi siihen, että sähkö ja magnetismi ovat saman luonnonilmiön eri ilmentymiä. Ørsted nimitti voiman sähkömagnetismiksi.
Sähkömagnetismi mullisti tekniikan
Myöhemmin vuoden 1820 kuluessa koe toistettiin Pariisissa. Ranskalainen fyysikko André-Marie Ampère syöksyi kotiin näytöksestä ja alkoi tehdä lisää kokeita. Parin viikon kuluessa hän havaitsi, että rautatangosta voidaan tehdä sähkömagneetti ympäröimällä se käämillä.
Vuonna 1831 englantilainen fyysikko Michael Faraday osoitti, että ilmiö toimii myös toisin päin. Hän esitti, että magneettikentät voivat indusoida rautaan jännitteen ja virran.
Sähkömagnetismi on luonnonvoima, johon lähes kaikki nykyaikainen tekniikka perustuu. Ilman sitä ei olisi esimerkiksi tietokoneiden kiintolevyjä, sairaaloiden magneettikuvauslaitteita eikä tuulivoimaloiden generaattoreita.