Elementarmagnet

Als Elementarmagnet bezeichnet man die kleinste magnetische Einheit in einem ferromagnetischen Material. Der typische Elementarmagnet wird durch ein Atom im Metallgitterverband dargestellt. Das Atom erhält seinen Magnetismus durch ein oder mehrere Elektronen-Orbitale die mit einem Spin behaftet sind.

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Besonderes Kennzeichen eines Elementarmagneten ist die Ausrichtbarkeit, teils im Verbund (siehe dazu Bloch-Wand und Weiss-Bezirk). Diese Ausrichtbarkeit ist vom Material abhängig und teils leicht erreichbar, z. B. durch einen Dauermagneten oder durch Hämmern, dann aber auch leicht wieder zerstörbar, z. B. durch Thermische Behandlung (siehe auch Curie-Punkt) oder einfach im Laufe der Zeit. Es gibt auch Materialien, die schwer auszurichten sind, z. B. nur bei hoher Temperatur oder wenn zugleich ein sehr starkes Magnetfeld herrscht, aber im Gegenzug verlieren diese ihren Magnetismus später auch kaum mehr.

Das Verständnis für Elementarmagnete ist nicht nur für Elektromotoren und andere magnetische Maschinen von Bedeutung, sondern auch und vor allem für die analoge Datentechnik und die digitale Informatik, da beide zahlreiche verschiedene magnetische Systeme zur Datenspeicherung nutzen. Je größer die Miniaturisierung hierbei wird, desto wichtiger ist es, dass man möglichst wenige Elementarmagneten sicher ausrichten kann, dass diese die Information lange speichern und dass man die Information auch später wieder zurücklesen kann. Weiterhin sind natürlich die mechanischen Eigenschaften des Stoffes von Bedeutung.

Es existieren weiterhin diverse Geräte im Forschungs- und Medizin-Sektor, zum Beispiel das MRM (Magnetoresonanz)-Verfahren oder die Kernspintomographie, welche sich auf die magnetischen Eigenschaften der Materie aufgrund ihrer Elementarmagneten stützen. Auch mehrere Weiterentwicklungen der Elektronenmikroskopie verwenden Elementarmagnete, um die maximal mögliche Vergrößerung zu steigern. Mittlerweile ist es Forschern schon gelungen, per Energie-Transfer-Messung einzelne Spins und damit das konkrete Magnet-Verhalten eines Atoms zu vermessen. Dabei konnten unter anderem teils höchst interessante, von der Theorie angedeutete Kondensations- oder Abkühlungseffekte beim Zuführen von Energie nachgewiesen werden.

Siehe auch

• Magnetischer Dipol