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Der Elektromagnetismus gehört neben Gravitation, starker und schwacher Wechselwirkung zu den vier Grundkräften unserer Physik. Ohne diese fundamentale Wechselwirkung könnten sich Körper, Felder oder Teilchen nicht gegenseitig beeinflussen die unsere Welt zusammenhält. Gut für Magneto. Denn er beherrscht eine dieser vier Grundkräfte der Physik – nämlich den Magnetismus.
Erik Magnus Lensherr, wie Magneto wirklich heißt, ist ein mächtiger Mutant aus dem X-Men Universium. Äußerlich fällt er wegen seinem Helm auf, der ihn vor telepathischen Übergriffen schützt. Seine Fähigkeit ist das erzeugen und beherrschen von magnetischen Feldern in einem Umkreis von 1,6km. So kann er mühelos jede Art Metal das magnetisch ist oder zu teilen aus magnetischen Material besteht, beliebig kontrollieren und umformen. Dass ihn ein starkes magnetisches Feld umgibt, kann man super im neuen X-Men Film „Apocalypse“ sehen. Neben bei gesagt: ein wirklich toller Film! Nur gegen fliegendes Plastik oder Holz ist er scheinbar machtlos. Wir werden aber sehen das er durch aus in der Lage ist nicht-magnetische Objekte zu kontrollieren. Aber kann das physikalisch überhaupt funktionieren?
Um es kurz zu beantworten „ja“, aber um die Fähigkeit vom „Meister des Magnetismus“ genauer zu verstehen, müssen wir erstmal wissen warum manche Materialien magnetisch sind und andere nicht.
Erstmal müssen wir wissen, dass jedes einzelne Proton, Elektron und auch Neutron im Universum ein kleines Magnetfeld besitzt. Natürlich sind sie kaum messbar – aber sie existieren – das sagt der so genannte „magnetische Moment“ aus, der sich aus grundlegenden Gleichungen der Quantenphysik herleiten lässt. Man kann sich das so vorstellen, als wenn ein grün/roter Magnetstab, den wir aus den Physikunterricht kennen, im Teilchen steckt. (Keine Sorge wir bleiben bei Magneto). Das Magnetfeld wird mit Hilfe von Feldlinien dargestellt. Die Pfeilspitzen zeigen dann noch die Kraftrichtung des Magneten an. Damit ich nicht jedes Mal einen ganzen Magnetstab zeichnen muss, fasse ich unser atomares Magnetfeld in Zukunft in einen Pfeil zusammen, dessen Pfeilspitze weiterhin die Richtung der Kraft zeigt.
Warum kann Magneto nicht alles kontrollieren?
Nun, es treten Elektronen in der Regel in Paaren auf, mit jeweils entgegengesetztem Spin, also die Drehrichtung um sich selbst. Die Magnetfelder stehen sich auch entgegengesetzt gegenüber. Das heißt, in der Summe addieren sich ihre magnetischen Momente quasi zu null. Sie haben kein ein äußeres Magnetfeld, sind also auch nicht magnetisch. Man nennt diese Eigenschaft auch diamagnetisch und trifft eigentlich auf alle Stoffe zu – nicht nur Plastik-Enten oder Holz-Stühle, sondern auch auf Wasser aus dem wir hauptsächlich bestehen.
Es gibt aber auch Stoffe, wie Aluminium, die eine sehr schwache Wechselwirkung mit ihrem Elektronen-Nachbarn haben und deswegen nicht immer gepaart sind. Mit einem starken äußeren Magnetfeld werden kann man sie also magnetisch machen. Man nennt diese Stoffe paramagnetisch. Ohne Magnetfeld verschwindet der Magnetismus bei Zimmertemperatur wieder.
Die wichtigsten Magneten für Magneto sind aber die Ferromagneten. Sie sind von Haus-aus, auch ohne äußeres Magnetfeld, parallel in die gleiche Richtung ausgerichtet – und deswegen voll magnetisch. Dazu zählen, bei Zimmertemperatur, Eisen, Kobalt oder Nickel. Schaut man sich das unter einem Mikroskop an sieht man die gleiche Ausrichtung der vielen atomaren Magnetfelder in einzelnen Bezirken, so genannte „Weisssche Bezirke“. Wie viele kleine Magnetstäbe, die einen großen Ganzen ergeben. Diese starke magnetische Wirkung erlaubt es ihn sie mit seinen eigenen Magnetfeldern sehr leicht zu kontrollieren und zu verformen.
Wie verbiegt er diese Metalle?
Naja, möchte er zum Beispiel aus einem Stahlträger ein U formen, weil er… unglaublich cool ist, dann muss er nur in der Mitte des Trägers eine abstoßende Magnetkraft und an den äußeren Enden eine anziehende Magnetkraft erzeugen. Die habe ich hier schemahaft mit Stabmagneten dargestellt. Irgendwann wird sich das Stahl seinem Meister wieder setzen.
Wie kann man sich gegen Magneto wehren?
In dem man ganz einfach die magnetische Eigenschaft zerstört! Und dafür brauchen wir nur viel Wärme oder einen kräftigen Schlag. Dadurch veranlasst man die magnetischen Elementarbereiche dazu, sich willkürlich neu auszurichten, mit dem Effekt, dass sich die magnetischen Kräfte gegenseitig fast komplett aufheben und der Magnet seine Wirkung verliert. Wie gut das er den Feuer-Mutanten auf seiner Seite hat. Bei massiven Eisen würden wir ca. 800°C benötigen, während ein mit Eisen beschichteter Neodym-Magnet nur 80°C brauch um seine Eigenschaft zu verlieren. So werden übrigens Dauermagneten hergestellt.
Der Meister des Magnetismus kann nun dem kaputten Magneten ein äußeres starkes Magnetfeld aussetzen, so das sich die atomaren Magnetfelder in den Weissschen Bezirken wieder in eine Richtung ausrichten. Ist das Ganze auf Zimmertemperatur abgekühlt, ist die ferromagnetische Eigenschaft wiederhergestellt und ist wieder magnetisch.
Wie kann er nicht magnetische Dinge schweben lassen?
Aber wie schafft es dann Magneto nicht magnetische Objekte wie sich selbst oder andere Menschen im Comic schweben zu lassen? Auf jeden Fall nicht wegen des Eisens im Blut. Die physikalische Grundlage dieses Kunststücks besteht darin, so starke Magnetfelder zu erzeugen, dass man die Atome zwingt sich von willkürlich nach parallel auszurichten.
Damit die diamagnetische Eigenschaft Menschen schweben lassen kann benötigen wir ein sehr, sehr starkes Magnetfeld. 200000-mal stärker als das Magnetfeld der Erde! Oh, gut das du da bist Comic-Magneto. Etwas schweben lassen heißt in der Fachsprache übrigens Levitation (lat. levitas = Leichtigkeit). Die Diamagneten neigen nun dazu sich immer entgegengesetzt zu einem externen Magnetfeld auszurichten um so die magnetische Kraft aufzuheben. Der Nordpol unserer Diamagneten dreht sich also nach unten, wenn der Nordpol des äußeren Magnetfeldes nach oben zeigt.
Schaffen wir nun die Atome parallel auszurichten entsteht eine abstoßende Kraft, wie bei Magneten mit gleichen Polen. Je stärker das äußere Feld, desto größer die Abstoßung. Ist die Kraft so groß das sie die Anziehungskraft der Erde übertrifft kann man etwas schweben lassen.
Klingt verrückt? Geht aber wirklich! Mit Hilfe von Diamagneten und einem riesigen Magnetfeld wurde am Hochfeldmagnetlabor der Universität Nijmegen in den Niederlanden Frösche, Grashüpfer und Erdbeeren zum Schweben gebracht. Diamagnetische Levitation also. Das Magnetfeld muss dafür aber mindestens 15 Tesla groß sein. Zum Vergleich: Ein handelsüblicher Hufeisenmagnet hat 0,1 Tesla. (Magneto scheint nen krasser Typ zu sein!)
Magnetos wahre Macht!
Magnetos wahre Macht liegt aber in der Beherrschung elektrischer Ströme. Ja, richtig gehört. Durch Beeinflussung der von den elektrischen Strömen in den Schaltkreisen erzeugten Magnetfelder, kann er ganze elektrische Geräte ohne jegliche Eingabegeräte steuern. Ein Magnet kann nicht nur andere Magneten anziehen oder abstoßen, wenn er in die Nähe gebracht wird, sondern seine Kraft auch auf elektrische Ströme ausüben. Dabei bewegt er natürlich nur die Ladungen, der Draht verharrt in seinem Zustand. Relativ zum Magneten fließt also ein elektrischer Strom!
Magneto gehört übrigens zu meinen Lieblings-Mutanten. Nicht nur wegen seiner prägenden Vergangenheit, sondern aufgrund seiner sehr mächtigen Superkraft die auch noch physikalisch Sinn ergibt. Denn ich meine, Hallo? Er kann eine unserer 4 Grundkräfte kontrollieren die Magnetismus und Elektrizität beinhaltet. Würde seine Mutanten-Kraft noch mehr verstärkt werden, (*hust* Apocalypse) wäre er in der Lage die fucking-komplette Erde zu bewegen, die aus vielen ferromagnetischen Stoffen besteht. Es gibt aber noch etwas das ich euch über mich erzählen möchte: Ich bin ein Mutant – genauso wie ihr!
Denn jede Sekunde finden im menschlichen Körper Zellteilungen statt in der unsere DNA, unsere Erbinformation verdoppelt und auf diesen beiden neuen Zellen verteilt wird. Und dabei kann auch mal etwas schiefgehen. Eine Mutation, eine Veränderung der Erbinformation. Bis zu diesem Zeitpunkt des Videos sind in deinen Körper ungefähr … Zellen mutiert. Für unseren eigenen Körper ist das eigentlich kein Problem. Die Fehler werden entweder repariert oder die Zelle wird getötet. Problematisch wird es erst wenn die mutierten Zellen über zum Beispiel einen Samen bei der Befruchtung weitergereicht wird. Durch eine Mutation sind auch blaue Augen entstanden. Denn vor ungefähr 10000 Jahren hatten alle noch brauen Augen.
Durch solche vererbten mutierten Gene müsste auch ein neuer Mutant im X-Men Universum geboren werden, da die Eltern oft keine Fähigkeiten haben. Es war also nur reiner Zufall das Magneto in der Serie gerade diese Fähigkeit bekam.
Leider werden wir durch eine Mutation niemals in der Lage sein ein Magnetfelder zu erzeugen oder zu kontrollieren. Auch wenn das schon ziemlich cool wäre, oder?
Welche Superkraft würdet ihr gerne einmal haben wollen?