Dazu müssen wir uns erst einmal anschauen, warum bislang alle dachten, dass es nicht funktioniert. Machen wir also einen kleinen Ausflug in die Physik der Elektrizität: Ein elektrischer Strom, der zum Beispiel durch einen Draht fließt, kann einen Magneten in Bewegung versetzen. Nach diesem Prinzip funktionieren Elektromotoren. Aber genauso ist es umgekehrt möglich, einen elektrischen Strom erzeugen, indem man entweder einen Leiter durch ein Magnetfeld bewegt oder das Magnetfeld um den Leiter herum verändert. Dieses Prinzip wird als elektromagnetische Induktion bezeichnet – und sollte nicht mit der Induktion in der Philosophie verwechselt werden. Letztere erzeugt keinen Strom, sondern lediglich tiefschürfende Diskussionen.
Um durch elektromagnetische Induktion einen elektrischen Strom zu erhalten, muss also eine wichtige Voraussetzung erfüllt sein: Das Magnetfeld darf nicht statisch sein, sondern muss sich verändern. Im Fall des Erdmagnetfelds ist genau das aber nicht der Fall. Denn nicht nur wir drehen uns zusammen mit der Erde, sondern ihr Magnetfeld tut das ebenfalls. Folglich gibt es keine Relativbewegung zwischen uns und dem Magnetfeld. Und das bedeutet: keine Induktion und damit auch keinen Strom. Auf den ersten Blick scheint es also offensichtlich, dass man aus dem Erdmagnetfeld keinen Strom erzeugen kann.
Doch im frühen 20. Jahrhundert fanden Physiker heraus, dass ein Teil des Magnetfelds der Erde sich nicht zusammen mit dem Planeten dreht. Dieser Teil wird als das primäre Dipolmoment bezeichnet, und es ist das, was üblicherweise in Zeichnungen des Erdmagnetfeldes abgebildet wird. Das bedeutet, während wir uns zusammen mit der Erde drehen, bewegen wir uns tatsächlich durch einen Teil des Magnetfeldes hindurch. Aber Moment mal! Sollte das mit der elektromagnetischen Induktion dann nicht doch funktionieren?
Leider nein. Denn die Änderung dieses Magnetfeldes verläuft nicht in der richtigen Richtung. Es ist zwar in der Lage, die Elektronen in einem Leiter geringfügig neu anzuordnen. Aber dadurch baut sich nur ein kleines internes elektrisches Feld auf, dessen Kraft das magnetische Feld genau ausbalanciert. Daher lassen sich keine elektrischen Schaltungen oder ähnliches damit betreiben. Michael Faraday, einer der bedeutendsten Experimentalphysiker der Geschichte und Entdecker der elektromagnetischen Induktion, hat sich bereits vor 200 Jahren mit dieser Art von Magnetfeld befasst und die Sache für erledigt erklärt: Nö, kein Strom.
Strom aus dem Hohlzylinder
2016 behauptete dennoch eine Gruppe von Physikern, dass es – zumindest aus theoretischer Sicht – doch möglich sei. Sie meinten, ein Schlupfloch in Faradays Argumentation gefunden zu haben: Sie sei nur für bestimmte Arten elektrischer Leiter gültig. Konkret hatte Faraday bei seinen Überlegungen einen massiven Zylinder, also im Grunde einen Draht, betrachtet. Und in einem Draht bekommt man tatsächlich keinen Strom. Für Faraday war das das Ende der Geschichte. Aber die Physiker-Gruppe sah eine Chance, dass die Sache bei einem hohlen Zylinder anders aussähe. Aus rein mathematischer Sicht umgeht die Verwendung eines Hohlzylinders nämlich eine der Annahmen in Faradays Argumentation.
