Wenn gewöhnliches Wassereis einem starken Magnetfeld ausgesetzt wird, erhöht sich sein Schmelzpunkt. Das haben japanische Forscher von Universität in Chiba durch Experimente mit gewöhnlichem und radioaktivem Wasser entdeckt. Spekulationen zufolge werden die zwischen den Wassermolekülen im Eis vorhandenen Wasserstoffbrückenbindungen durch das Magnetfeld verstärkt, so dass eine höhere Temperatur erforderlich ist, um es zum Schmelzen zu bringen. Darüber berichten die Forscher im Fachmagazin Journal of Applied Physics (Band 96 6127).
Hideaki Inaba und seine Kollegen setzten in ihren Experimenten einen mit Eis gefüllten Tank einem Magnetfeld mit einer Stärke von 6 Tesla aus. Mithilfe eines hochsensiblen Kalorimeters bestimmten sie dann die zum Schmelzen des Eises benötigte Temperatur. Dabei stellte sich heraus, dass der Schmelzpunkt durch das Magnetfeld um etwa 5,6 Millikelvin erhöht wurde.
Dieser überraschende magnetische Effekt zeigte sich noch stärker ausgeprägt, wenn statt gewöhnlichem radioaktives Wasser mit Deuterium-Atomen verwendet wurde. Die Schmelzpunkterhöhung betrug in diesem Fall 21,8 Millikelvin. Diese Veränderungen können bisher nicht mit theoretischen Modellen erklärt werden.
Die Forscher spekulieren allerdings, dass das Magnetfeld die zwischen den Wassermolekülen vorhandenen Wasserstoffbrückenbindungen verstärkt. Dies ist wohl eine Folge der durch das Feld verursachten Lorentzkraft, die die natürlichen Wärmebewegungen der Moleküle abschwächt, so Inaba. Daher muss die Temperatur des Eises über seinen gewöhnlichen Schmelzpunkt erhöht werden, um die Bindungen aufzubrechen.
Stefan Maier
