Magnetfelder durch Hitze erzeugen

10. Dezember 2013, 14:36 Uhr
Magnetfelder durch Hitze erzeugen
Magnetfelder durch Hitze erzeugen

Forschern des EPFL (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne) gelang der Nachweis, dass man auch mit Wärmeenergie Magnetfelder erzeugen kann und nicht nur durch Elektrizität. Das Phänomen hat mit dem magnetischen Seebeck-Effekt, bzw. dem Thermomagnetismus zu tun. Temperaturunterschiede können bei einem Leiter ein elektrisches Feld erzeugen. Dieses als Seebeck-Effekt bekannte Phänomen liegt der Thermoelektrizität zugrunde und man kann so Wärme in elektrische Energie verwandeln. Anwendungen reichen von der Temperaturmessung bis hin zur thermoelektrischen Versorgung von Elektronik im Weltall.


Theoretisch war auch immer die Erzeugung von magnetischen Feldern durch Temperaturunterschiede bei einem Nichtleiter denkbar, was dann unter den Begriff Thermomagnetismus fällt, der als magnetischer Seebeck-Effekt gehandelt wird. In der Praxis ergäben sich sehr viele Anwendungsmöglichkeiten in Halbleitern wie etwa magnetische Tunnel-Transistoren. In der Fachzeitschrift „Physical Review Letters“ erschien nun ein Bericht über die experimentelle Bestätigung der Vorhersagen, wodurch die Existenz eines magnetischen Seebeck-Effekts jetzt als gesichert gilt.

 

Der Seebeck-Effekt hat seinen Namen von Thomas Johann Seebeck, der ihn 1821 entdeckte. Er bemerkte Elektronenfluss in einem elektrischen Leiter als Reaktion auf einen Temperaturgradienten. Die Elektronen auf der wärmeren Seite haben nämlich im Mittel eine höhere kinetische Energie und bewegen sich deshalb schneller als die auf der kälteren Seite. Deshalb diffundieren die Elektronen von der warmen zur kalten Seite und es entsteht ein elektrisches Feld, das direkt zum Temperaturunterschied proportional ist.
Am EPFL konnte nun gezeigt werden, dass ein Temperaturunterschied an einem Nichtleiter Magnetfelder produziert, da hier der Elektronen-Spin verändert wird.

 

Bild: EPFL

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