Campi magnetici generati da corpi neutri
L'equazione seguente indica che un campo magnetico di un corpo in rotazione è proporzionale alla massa. Il campo magnetico generato da una spira e misurato a distanza. R, si può calcolare l'equazione seguente:
B = Xo m / (22,25 R t ) ...................
in cui:
Xo = mo ( Km / Kq ) 1/2
R è il raggio della spira o del corpo celeste, Km è la costante gravitazonale,
Kq = 1 / 4 p e0
t è il tempo di rotazione del corpo
Effetto Barnett
L'effetto Barnett è tornato alla ribalta per le grandi possibilità offerte dai magnetometri SQUID per misurare campi magnetici debolissimi.
Un materiale ferromagnetico ha un rapporto giromagnetico vicino a quello di spin m/e. Così l'effetto della rotazione rispetto al locale sistema di inerzia con velocità v è lo stesso di quello di un campo magnetico esterno Bb=(m/e) v (effetto Barnett)
Da questa equazione si ottiene
B = ( r / q ) m v / r2
in cui la costante r / q vale
r / q = Xo
pertanto risulta
B = Xo m v / r2
che è l'equazione data nel paragrafo 1.
Se ne ricava la seguente tabella:
|
corpo celeste |
massa (Kg) |
raggio (m) |
tempo (sec) |
campo magnetico misurato (B) |
campo magnetico calcolato B = Xo m / 22,25 r t |
B / B |
|
Sole |
1,96E+30 |
6,96E+08 |
2,42E+06 |
2,00E-02 |
2,23E-02 |
1,11 |
|
Mercurio |
3,28E+23 |
2,34E+06 |
5,03E+06 |
3,50E-07 |
5,33E-07 |
1,52 |
|
Venere |
4,83E+24 |
6,26E+06 |
2,11E+07 |
1,00E-08 |
7,00E-07 |
69,98 |
|
Terra |
5,98E+24 |
6,37E+06 |
8,62E+04 |
5,72E-05 |
2,08E-04 |
3,64 |
|
Marte |
6,40E+23 |
3,32E+06 |
8,86E+04 |
7,15E-08 |
4,16E-05 |
582,34 |
|
Giove |
1,90E+27 |
6,98E+07 |
3,54E+04 |
8,00E-04 |
1,47E-02 |
18,39 |
|
Saturno |
5,68E+26 |
5,82E+07 |
3,61E+04 |
2,00E-04 |
5,17E-03 |
25,87 |
|
Urano |
8,67E+25 |
2,37E+07 |
3,85E+04 |
1,00E-04 |
1,82E-03 |
18,18 |
|
Nettuno |
1,05E+26 |
2,24E+07 |
5,69E+04 |
1,00E-04 |
1,58E-03 |
15,77 |
|
Plutone |
5,37E+24 |
3,00E+06 |
1,00E+04 |
2,00E-04 |
3,43E-03 |
17,13 |
|
Luna |
7,34E+22 |
1,74E+06 |
2,42E+06 |
1,00E-07 |
3,34E-07 |
3,34 |
|
Pulsar_1 |
2,80E+30 |
1,00E+04 |
1,00E-02 |
2,40E+09 |
5,36E+11 |
223,27 |
|
Pulsar_2 |
2,80E+30 |
1,00E+04 |
1,55E-03 |
1,40E+10 |
3,46E+12 |
246,93 |
Il campo calcolato è il massimo campo ammissibile, quindi sarà sempre maggiore a quello misurato, in alcuni casi il campo effettivo può essere quasi nullo, come su Marte. Il campo di Venere è piccolo, ma non troppo rispetto al massimo raggiungibile, secondo questo lavoro. Spiccano per impressionante precisione quello del Sole e di Mercurio per il quale si calcolava un campo nullo!
"Il meccanismo della dinamo non spiega come abbiano avuto origine i campi magnetici dei pianeti e delle stelle, ma piuttosto come essi siano stati amplificati e conservati nonostante la continua attenuazione del campo dovuta alla dissipazione della corrente associata." Parker
"Il meccanismo della dinamo", afferma Parker, "non è in grado di spiegare l'enorme campo magnetico delle pulsar".
Da questo lavoro emerge che le masse generano il campo quindi non vi è dissipazione, mentre i moti vorticosi del nucleo possono indebolirlo o farlo ruotare e le pulsar possono generare un campo addirittura molto più grande di quello che oggi si presume.
Enrico Contenti.
Per approfondire questi temi sono molto graditi suggerimenti e impressioni, si prega di inviarli ad enricocontenti@libero.it
Bibliografia
|
FISICA GENERALE II |
Halliday Resnick Casa Editrice Ambrosiana – Milano 1968 |
|
Campo magnetico di Marte |
NASA |
|
Campi magnetici nel cosmo |
Le Scienze n. 182 ottobre 1983 di Parker |
|
Le pulsar |
Le Scienze n. .57 maggio 1973 e n. 224 aprile 1987 |
|
Le teorie di gauge |
Le Scienze n. 144 agosto 1980 |
|
Particelle elementari e forze |
Le Scienze n. 202 giugno 1985 |
|
Il quasar 3C273 |
Le Scienze n. 276 agosto 1991 |