E’ ben noto come una singola carica elettrica o un singolo magnete, sottoposti a moti accelerati, diano luogo all’emissione di un’onda elettromagnetica.
E’ forse meno immediato pensare che possano esistere sistemi elettromagnetici, le cui parti siano dotate di moto accelerato, che non danno luogo ad alcuna perturbazione elettromagnetica nello spazio circostante.

Probabilmente l’esempio più antico che si conosca è dovuto ad Ehrenfest, valente fisico teorico, e risale agli anni venti del secolo scorso: una sfera conduttrice, la cui carica elettrica sia dotata di moto radiale accelerato, non irradia alcuna onda elettromagnetica; infatti ad ogni porzione di carica in moto ne corrisponde una equivalente, dotata di moto opposto, e gli irraggiamenti relativi, per questioni evidenti di simmetria, si annullano per interferenza distruttiva.
Non è in realtà difficile immaginare altre distribuzioni continue di carica elettrica in movimento che producano una perturbazione elettromagnetica nulla.

Il problema generale, delineato nelle precedenti righe, è, secondo chi scrive, dotato di un grande fascino e può essere così enunciato: determinare le condizioni possibili di moto di un sistema elettrico tali che la emissione elettromagnetica risultante sia nulla o minima.

Tale problema generale è stato in realtà trattato in passato ma, per quanto risulta all’autore del presente articolo, limitatamente a distribuzioni continue di carica elettrica e senza nessun approfondimento relativo alle interazioni mutue fra le parti costituenti il sistema cioè, in altri termini, senza nessuna considerazione del ruolo che il principio di azione e reazione deve necessariamente svolgere in relazione al problema discusso ovvero, in sintesi, senza alcun riguardo all’aspetto propriamente dinamico del problema.
Allo scopo di offrire qualche chiarimento al riguardo, presenterò al lettore i seguenti esempi:

1. Cariche elettriche identiche in collisione (per esempio elettroni).
Poiché, per il principio di azione e reazione (terza legge della Dinamica) le forze di mutua interazione sono uguali ed opposte e poiché le masse delle due particelle sono fra loro identiche, uguali ed opposte, per la seconda legge della Dinamica, saranno le mutue accelerazioni. Necessariamente le emissioni elettromagnetiche risultanti saranno tali che i vettori del campo saranno uguali ed opposti e dunque la loro composizione produrrà un risultato netto uguale a zero. Nessuna perturbazione elettromagnetica risultante a grande distanza.

2. Cariche elettriche identiche in orbite circolari attorno al comune centro di massa.
Spiegazione identica al caso 1., purchè la lunghezza d’onda sia molto maggiore della distanza che separa le due cariche.

3. Magneti identici in stato di collisione.

4. Magneti identici in orbite circolari attorno al centro di massa.

Gli esempi 1-4 non sono privi di interesse fisico poiché, come ben noto, gli elettroni si trovano riuniti all’interno di ogni atomo e non sono unicamente dotati di carica elettrica ma sono a tutti gli effetti anche simili a dei piccoli magneti (cfr. momento magnetico dell’elettrone).
Prima di fornire un ultimo esempio, di grande rilevanza per chi scrive, lascio al lettore la seguente riflessione: ogni singola carica elettrica dotata di moto accelerato irraggia; ogni singolo magnete dotato di moto accelerato irraggia. Ma una entità (come è per esempio l’elettrone) dotata sia di carica elettrica che di momento magnetico e che sia posta in moto accelerato può non irraggiare ?
Personalmente ritengo che tale entità possa non irraggiare o presentare un irraggiamento minimo nel caso in cui l’asse magnetico abbia una determinata direzione relativa al vettore accelerazione che caratterizza il moto. Comunque il lettore è invitato a fornire sue considerazioni in merito, poiché il problema non è effettivamente di immediata comprensione.
Vengo dunque all’ultimo esempio:

5. Spire identiche, di cui una alimentata per un istante e l’altra in corto circuito. Ovvero: la legge di induzione elettromagnetica, la legge di azione e reazione e l’annullamento dell’irraggiamento elettromagnetico risultante.
Si considerino due spire fra loro identiche, isolate nello spazio, inizialmente in quiete e non sottoposte a forze esterne. Il centro di massa del sistema sarà immobile e, poiché ho assunto il sistema isolato, rimarrà immobile per sempre.
Quando alimento il primo circuito, sul secondo comparirà una corrente indotta (almeno per il periodo in cui varia la corrente nel primo). Per la legge di Faraday-Lenz si stabilirà una azione repulsiva di tipo elettromagnetico che, per la terza legge della Dinamica e per il fatto che le spire sono identiche e dunque di identica massa, comporterà necessariamente che le accelerazioni mutue saranno uguali ed opposte e quindi nulla (o minima) l’emissione elettromagnetica risultante.

L’interesse ed il fascino di tutto quanto sopra discusso si può riassumere essenzialmente in due punti:
1. esistono sistemi dotati di moto reciproco che necessariamente sfuggono alla nostra osservazione; non irradiando, risultano a noi invisibili o, se si preferisce, non osservabili;
2. il postulato di Bohr, secondo il quale l’elettrone in uno stato stazionario non perde energia per irraggiamento, può trovare forse una giustificazione, razionalmente comprensibile, se si immagina l’atomo come costituito da cariche e magneti interagenti secondo le leggi dell’elettromagnetismo classico di Faraday-Maxwell.

da Ronchini Riccardo