Misteri Magnet: Mengapa Magnet Selalu Memiliki Dua Kutub?

Misteri magnet itu ada banyak sekali, salah satunya magnet selalu memiliki dua kutub. Bahkan, ketika sebuah batang besi berani dipotong menjadi dua, kutubnya akan terorganisir ulang menjadi dua buah. Mengapa hal ini terjadi?

Greg Boebinger, yang merupakan Direktur National High Magnetic Field Laboratory di Tallahassee, Florida, AS, berpendapat bahwa magnet merupakan salah satu fenomena paling misterius dalam ilmu fisika.

Misteri Magnet

Walaupun kita telah menggunakan magnet selama beribu-ribu tahun, para ahli masih terus belajar tentang cara kerja magnet yang baru.

Dikutip dari Live Science, alasannya paling dasar mengapa magnet memiliki kutub adalah karena perilaku elektron.

Semua bahan, termasuk magnet, terdiri dari atom. Di setiap atom, ada inti yang dikelilingi oleh satu atau lebih elektron yang memiliki muatan negatif.

Setiap partikel elektron memancarkan medan magnetik kecil yang mereka miliki sendiri, yang disebut “spin” oleh para ilmuwan.

Apabila terdapat banyak medan magnet kecil yang mengarah ke arah yang sama, maka material tersebut akan menjadi magnetis.

“Saya berpendapat bahwa ‘spin’ elektron adalah konsep yang sangat abstrak. Secara teknis, tidak ada yang pernah mengamati secara langsung elektron berputar, karena ukurannya yang terlalu kecil untuk dilihat menggunakan mikroskop.”

Akan tetapi, ahli fisika memahami bahwa partikel elektron memiliki medan magnetik karena telah dilakukan pengukuran.

Sebabnya, salah satu cara medan ini bisa tercipta adalah dengan adanya perputaran elektron. Jika arah perputarannya dibalik, medan magnetnya juga akan berbalik.

Baca Juga: Gelombang Radio Luar Angkasa Terus Bermunculan, Ini Faktanya!

Tidak Mungkin Menjadi Nol

Menurut informasi yang didapatkan dari laman Center for Nondestructive Evaluation Iowa State University, ada kemungkinan bahwa magnet bisa kehilangan sifatnya. Hal ini terjadi ketika elektron yang berpasangan tidak mengalami perubahan spin. Akibatnya, jaringan atom magnet menjadi nol.

Permasalahannya, pada sebagian elemen, seperti besi, itu tidak bisa terjadi.

Jumlah elektron dan di mana mereka berada di sekitar inti menyebabkan setiap atom besi memiliki elektron yang tidak memiliki pasangan, yang menghasilkan medan magnet kecil.

Pada bahan yang tidak memiliki sifat magnet, medan magnetik pada setiap partikelnya mengarah secara acak dan berbeda-beda.

Dalam situasi seperti itu, kebanyakan saling meniadakan satu sama lain, sehingga materi tidak memiliki sifat magnetis secara keseluruhan.

Akan tetapi, dalam situasi yang sesuai, medan magnet yang sangat kecil pada tingkat subatomik dapat berbaris rapi dan mengarah ke arah yang sama.

Kamu bisa membayangkan hal ini seperti perbedaan antara sekelompok orang yang bergerak secara acak, dibandingkan dengan mereka yang terstruktur dan memiliki tujuan yang sama.

Gabungan dari medan magnet yang sangat kecil menghasilkan medan magnet yang lebih besar, sehingga materi tersebut menjadi memiliki sifat magnetik.

Bagaimana Cara Membuatnya?

Banyak magnet yang kita gunakan sehari-hari, seperti magnet di kulkas, dikenal sebagai magnet permanen.

Pada materi ini, medan magnet dari sejumlah atom dalam materi diatur secara permanen oleh kekuatan eksternal, seperti ditempatkan dalam medan magnet yang lebih kuat.

Medan magnet yang lebih kuat seringkali dihasilkan oleh arus listrik.

Kaitan antara listrik dan magnetik sebenarnya saling tergantung, karena medan magnetik terbentuk oleh arus listrik yang bergerak. Ini menjelaskan mengapa elektron yang berputar menghasilkan medan magnetik.

Dalam aturan fisika, garis-garis medan magnet digambarkan mengalir keluar dari magnet bagian utara dan masuk ke magnet bagian selatan, membentuk suatu lingkaran yang tertutup, seperti yang terjadi pada Bumi.

Para ahli fisika juga telah menemukan susunan magnet dengan kutub-kutub magnet lainnya, seperti quadrupoles, yang terdiri dari kombinasi kutub magnet utara dan selatan yang disusun dalam sebuah kotak.

Menurut seorang pakar ilmiah senior di Lawrence Berkeley National Laboratory di California, Paolo Ferracin, masih ada satu misteri yang belum berhasil ia pecahkan, yaitu magnet dengan hanya satu kutub atau yang disebut sebagai kutub tunggal.

Elektron dan proton merupakan partikel yang memiliki muatan listrik tunggal, bisa berupa muatan positif maupun negatif.

Tapi, kamu tahu, elektron dan partikel lainnya punya dua kutub magnet. Karena mereka adalah partikel dasar, mereka nggak bisa dibagi lagi.

Keanehan dalam perilaku partikel secara elektrik dan magnetis ini telah menarik minat banyak ahli fisika, dan bagi sebagian orang, menemukan partikel yang memiliki kutub magnet tunggal menjadi sebuah target.