De la descoperirea proprietatilor magnetului, in Aantichitate, mai intai in China, apoi in Grecia, pana la inventarea electromagnetului, a trecut mai bine de un mileniu si jumatate. Un magnet – « piatra lui Hercule », cum mai este numit – este un material care dezvolta, in mod natural, un camp magnetic, capabil sa atraga fier sau orice alt corp care contine acest metal – nichel, cobalt, crom. Termenul « magnet » pare a-si avea originea in denumirea localitatii Magnesia, din Asia Mica, unde au fost descoperite mari cantitati de magnetita. In aceeasi perioada a inceputurilor, oamenii au constatat, destul de repede, ca si Pamantul are un pol magnetic (aflat in apropierea polului geografic nordic) si ca un ac magnetizat (frecat de o bucata de magnetita) va oscila, intotdeauna, spre directia polului magnetic. Acest principiu a stat la baza inventarii busolei, un obiect de nepretuit in calatoriile pe mare sau in cele pentru descoperirea de noi teritorii.
Electromagnetul este un magnet artificial (o bobina), caz in care campul magnetic este produs cu ajutorul curentului electric. In secolul al XVIII-lea, electricitatea era un fenomen fascinant, dar abia incepand cu anii 1800 i-au fost gasite, cu adevarat, nenumarate aplicatii in viata cotidiana. Prima contributie importanta legata de interactiunea dintre electricitate si magnetism ii apartine fizicianului danez Hans Christian Oersted, care, in 1819, in timp ce se pregatea pentru un curs pe care trebuia sa il sustina in fata studentilor sai, a scapat, din greseala, o sarma legata la o baterie voltaica, pe o busola. Foarte surprins, a constatat ca acul busolei s-a rotit si nu si-a revenit in pozitia initiala decat in momentul in care sarma a fost inlaturata. Oersted nu a putut oferi o explicatie pertinenta a fenomenului, dar a publicat totusi rezultatele experimentelor sale, intr-un articol de patru pagini, scrise in latina, spre a ajunge la cunostinta comunitatii stiintifice europene, context in care ideile sale au fost intens criticate.
Cu toate acestea, un fizician englez, William Sturgeon, spirit autodidact (a invatat singur matematica, fizica si greaca) s-a aratat interesat de experimentele lui Oersted, pe care le-a reluat si dus mai departe. In 1825, cu ajutorul asistentului sau, Francis Watkins, a rasucit 16 bucati de sarma de cupru, care nu se atingeau, in jurul unei potcoave de fier, de aproximativ 30 de centimetri lungime, si a legat sarmele de baterii separate. La trecerea curentului electric prin sarme, bucata de fier se magnetiza, dobandind aceleasi proprietati cu ale magnetului natural. Cand curentul era oprit, fierul se demagnetiza. Printr-un astfel de experiment, Sturgeon a demonstrat ca electricitatea putea magnetiza fierul. Mai mult, bobinele de sarma, de vreme ce electricitatea mergea in aceeasi directie prin toate, amplificau campul magnetic. Cu aceasta ocazie, fizicianul a mai observat un fenomen si anume ca, daca intrerupea miezul de fier invelit in sarma (care cantarea in jur de doua sute de grame) si il magnetiza, putea ridica cu acesta aproximativ patru kilograme de piese metalice, adica de 20 de ori propria greutate a electromagnetului. Experimentul a dovedit, astfel, in mod clar, posibilitatea producerii unei forte electromagnetice, care multiplica puterea sursei de energie.
Modelul lui Sturgeon a fost expus la Londra, fizicianul fiind rasplatit, pentru descoperirea sa, cu medalia de argint a Societatii Regale de Arte. In 1932, tot el a realizat primul acumulator de motor electric. Electromagnetul lui Sturgeon a devenit componenta esentiala a multor aparate, din epoca moderna, care functioneaza pe baza de curent electric – generatoare, magnetofoane, aparate de radio si televizoare, microscoape electronice, acceleratoare de particule, trenuri cu levitatie magnetica etc.
Din aceasta exceptionala generatie de fizicieni a facut parte si Andre-Marie Ampere, si el interesat de electricitate si magnetism si inspirat de experimentele luiOersted, caruia i-a recunoscut, cu onestitate, meritele. Astfel, in 1820, dupa constatarea intamplatoare a fizicianului danez, Ampere a descoperit ca directia in care se deplaseaza acul unei busole depinde de directia curentului electric. De aici pornind, el este cel care a formulat « regula mainii drepte », care permite determinarea directiei si a sensului fortelor electromagnetice, si care spune ca, daca se rasfira degetele mainii drepte, degetul aratator indica sensul curentului electric, iar degetul mare, sensul campului magnetic. Ampere a interpretat fenomenul electromagnetismului, in relatie cu modificarea structurii moleculare a metalelor magnetizate, sustinand ca nenumarate particule minuscule, incarcate electric, sunt in miscare intr-un conductor. Contemporanii lui Ampere au respins aceasta idee, confirmata saizeci de ani mai tarziu.
Cel mai mare electromagnet din lume
La CERN (European Organization for Nuclear Research – Organizatia europeana pentru cercetare nucleara), cu centrul in apropiere de Geneva, la granita franco-elvetiana, unde se afla cel mai mare accelerator de particule din lume, a fost pus la punct un dispozitiv (ATLAS), cu un electromagnet toroidal (in forma de « tor » – corp geometric obtinut prin rotirea unui cerc in jurul unei axe care nu trece prin centru). Acesta are o greutate de 7 mii de tone, iar energia stocata in campul electromagnetic ar fi suficienta pentru a topi, de exemplu, 50 de tone de cupru. Electromagnetului toroidal i se adauga inca opt bobine in forma de dreptunghiuri cu colturile rotunjite, cu lungimea de 25 de metri si latimea de cinci metri, care sunt aliniate milimetric. Scopul construirii acestui aparat gigant este acela de a detecta « bosonii lui Higg » (particule elementare, deocamdata doar postulate, pentru ca nimeni nu a reusit, pana in prezent, sa aduca dovezi palpabile ale existentei acestora) si de a gasi raspunsuri la probleme fundamentale legate de natura Universului si de evenimentele care au urmat indata dupa misteriosul Big Bang.
