Nel lontano 1832, il celebre fisico britannico Michael Faraday condusse una serie di esperimenti per rispondere a una domanda affascinante: è possibile generare elettricità grazie alla rotazione della Terra attraverso il suo campo magnetico?
Il fallimento degli esperimenti di Faraday
La possibilità intrigante nasce dal fatto che il campo magnetico terrestre non ruota con la Terra come un oggetto fisico. Invece, viene creato istantaneamente e rimane essenzialmente fisso nello spazio. All’epoca, si pensava che il movimento della Terra attraverso questo campo potesse generare energia. Tuttavia, gli esperimenti di Faraday furono un fallimento clamoroso e, pochi anni dopo, i fisici capirono il perché. Qualsiasi movimento di un conduttore attraverso questo campo magnetico produce effettivamente una forza sugli elettroni al suo interno. Ma questa forza ridistribuisce gli elettroni, generando un altro campo che annulla esattamente l’effetto di quello originale. Quindi, se l’intero circuito generatore di energia si trova all’interno del campo, non accade nulla.
La svolta di Chyba e colleghi
Tuttavia, Christopher Chyba, dell’Università di Princeton nel New Jersey, e i suoi colleghi hanno individuato una falla in questo ragionamento. Nel 2016, hanno sottolineato che si presume che il campo magnetico cambi quasi istantaneamente nel materiale conduttore. Ma in certi tipi di materiali magnetici “morbidi”, i cambiamenti nel campo si diffondono più lentamente. Quando ciò accade, potrebbe essere possibile sfruttare l’effetto per generare energia utilizzando conduttori con geometrie accuratamente modellate.
Esperimenti innovativi con materiali magnetici “morbidi”
Ora, Chyba e il suo team hanno dimostrato che un tale conduttore può estrarre energia elettrica direttamente dalla rotazione della Terra attraverso il suo campo magnetico. Il loro esperimento è relativamente semplice. Si è scoperto che una geometria che dovrebbe funzionare è un guscio cilindrico collegato a un circuito. Hanno utilizzato ferrite di manganese-zinco come materiale magnetico “morbido” con la necessaria diffusione magnetica e l’hanno modellato in un guscio cilindrico, delle dimensioni di una grande torcia.
Risultati sorprendenti in laboratorio
La loro teoria prevede che il guscio dovrebbe generare energia — alcuni microvolt e corrente associata — quando è orientato perpendicolarmente al movimento della Terra. Questo dovrebbe scendere a zero quando il guscio viene ruotato di 90 gradi, in modo che sia parallelo al movimento della Terra. E quando il guscio viene ruotato di ulteriori 90 gradi, l’energia dovrebbe aumentare di nuovo, ma con corrente e tensione in direzione opposta. In esperimenti di laboratorio accuratamente controllati, è esattamente ciò che il team di ricercatori ha osservato. “Questo piccolo sistema dimostrativo genera una tensione continua e una corrente di (bassa) entità prevista”, ha osservato Chyba e colleghi.
Conferme e controlli rigorosi
Al contrario, un cilindro solido di dimensioni simili non ha mostrato alcuna tensione misurabile in nessuna orientazione. Criticamente, il team ha controllato vari effetti confondenti, come le tensioni termoelettriche causate da gradienti di temperatura e interferenze elettromagnetiche esterne. Hanno eseguito l’esperimento nel loro laboratorio, dove le condizioni possono essere controllate con precisione, e in una località residenziale vicina, dove le condizioni erano meno facilmente controllabili.
Fonte: Discovery Technology
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