Magnete können doch übereinander schweben

Einen Magneten über den anderen schweben lassen: Das ist laut einer über 150 Jahre alte Theorie unmöglich. Einem Forscherteam mit Innsbrucker Beteiligung gelang dieses Kunststück nun zumindest theoretisch.

Das Earnshaw-Theorem von 1842 besagt, dass kein statisches Magnetfeld existiert, in dem ein ruhendes Objekt im Gleichgewicht bleiben kann. Die kleinste Störung genügt, um einen Magneten, der über einem solchen Feld schwebt, abstürzen zu lassen. Die Innsbrucker Physiker rund um Oriol Romero-Isart und ihre Kollegen aus Österreich und Bayern konnten für extrem kleine „Nanomagneten“ aber darlegen, dass es doch möglich ist, Magnete in der Schwebe zu halten.

Die Quanteneigenschaften haben auf die mit freiem Auge wahrnehmbare Welt kaum Auswirkungen. In extrem kleinen Dimensionen wirken sich deren Eigenschaften allerdings umso stärker aus. Dort gelten andere physikalische Regeln.

Wie ein Kreisel

Das Phänomen, das es den Nanomagneten erlaubt zu schweben, ist der Drehimpuls von Elektronen. In der Fachsprache wird dieser als Elektronenspin bezeichnet. Durch diesen Spin schaffen es die Magneten, in Ruhe über dem Feld weiterzuschweben. Vergleichbar ist das mit einem Magnetkreisel. Dieser gleicht die Störungen durch seine Drehbewegung aus. Die nächste Herausforderung für die Forscher wird darin liegen, die Theorie in die Praxis umzusetzen und Nanomagnete auch im Labor schweben zu lassen. Das würde Experimentalphysikern neue Möglichkeiten eröffnen, heißt es.