Wenn ein Magnet durch eine senkrecht aufgestellte leitende Röhre fällt, so wird sein freier Fall durch die in der Röhre induzierten Ströme abgebremst. Forscher aus Brasilien haben nun in einer theoretischen Studie herausgefunden, dass dieser beliebte Schulversuch zur Demonstration des Induktionsgesetzes nicht mehr funktioniert, wenn die Röhre keinen elektrischen Widerstand aufweist. Da in einem solchen Fall keine elektrische Energie in Wärme umgewandelt werden kann, wird der Fall des Magneten auch nicht abgebremst.
Yan Levine und Felipe Rizzato von der Universität von Rio do Sul untersuchen in ihrer Studie die Bewegung eines kleinen, aber starken Magneten durch leitende Röhren aus Supraleitern. Das aus der Schulphysik bekannte Lenzsche Gesetz, wonach die Induktionskraft der Bewegung eines Magneten entgegenwirkt und diesen somit abbremst, ist in diesem Fall außer Kraft gesetzt. In einem wirklichen Experiment wäre es allerdings sehr schwer, den Magneten überhaupt in eine supraleitende Röhre hineinzubekommen, da an deren Ende starke nach außen weisende Kräfte wirken.
Der Magnet müsste daher zunächst bei einer höheren Temperatur in die Röhre eingeführt und die Supraleitung in einem zweiten Schritt durch Abkühlung unter die kritische Temperatur eingeleitet werden. Einmal losgelassen, würde der Magnet dann in der Tat ungehindert durch die Röhre fallen.
Levine zufolge induziert der fallende Magnet Ringströme an der Innenwand der supraleitenden Röhre. Diese wiederum erzeugen ein symmetrisches Magnetfeld, das ohne Energieverluste zusammen mit dem Magneten durch die Röhre fallen kann. Das synchrone Fallen setzt das Lenzsche Gesetz außer Kraft, so die Forscher. Sie wollen ihre Studie nun erweitern und untersuchen, ob und auf welche Art und Weise die Art der Supraleitung (Typ I oder Typ II) die Bewegung des Magneten beeinflusst.
arXiv.org (abs/physics/0609141) Stefan Maier
