Una delgada varilla de cobre de quince centímetros de largo se desliza lentamente a través de una burbuja magnética invisible creada por un par de bobinas. En el centro de la burbuja, donde el campo es uniforme y fuerte, la aguja del voltímetro marca cero. En cuanto se desplaza la varilla hacia el borde, la aguja cobra vida, crece, alcanza su pico y luego cae suavemente. Este experimento recuerda a palpar el límite de una burbuja invisible: la varilla actúa como una sonda que muestra dónde el campo deja de ser homogéneo.
Las bobinas de Helmholtz inducen una tensión en el conductor gracias al campo magnético variable. En el centro, donde el campo es uniforme, las mitades superior e inferior de la varilla sienten el mismo cambio de campo, por lo que sus contribuciones a la señal se cancelan mutuamente. Al desplazarse del centro, una mitad queda en un campo más fuerte que la otra, y la diferencia genera tensión. Pero cuando la varilla se aleja mucho más allá de la bobina, el campo exterior cambia de dirección y comienza a trabajar en contra de la señal. Por eso la curva primero crece y luego decae monótonamente.
Para entender dónde exactamente se encuentra el pico, los autores construyeron cuatro modelos simplificados de cómo varía el campo con la distancia al centro. El modelo más tosco supone que dentro de la bobina el campo es constante y fuera no hay campo en absoluto. Los modelos más refinados permiten que el campo decaiga suavemente e incluso cambie de signo más allá del borde. Los cuatro modelos predicen lo mismo: el pico se encuentra a una distancia de aproximadamente el noventa y tres por ciento del radio de la bobina desde el centro. El experimento dio el mismo valor con una precisión de unos pocos por ciento.
La utilidad práctica de esta sonda es evidente para la calibración de magnetómetros. Normalmente, los sensores se colocan en el centro de las bobinas, donde el campo es uniforme y la señal predecible. Pero en el borde, donde la señal es máxima, la sensibilidad es mayor y se puede ajustar el instrumento con más precisión. Los laboratorios educativos también se benefician: este experimento muestra claramente cómo funciona la ley de Faraday en un campo no uniforme y no requiere equipos complejos.
Volvamos a la imagen de la sonda. La varilla, al atravesar la burbuja magnética, palpa su límite y encuentra el lugar donde la burbuja comienza a "gotear": el campo exterior ya no es nulo, sino que apunta en dirección opuesta. Es allí, en la unión entre el campo interno y el externo, donde nace la señal más fuerte. Así, una simple varilla de cobre se convierte en un instrumento que hace tangible el campo invisible.
El máximo de la FEM se alcanza cuando la varilla está desplazada del centro un 93% del radio de la bobina, es decir, su centro está casi en el borde del campo y los extremos ya están fuera. En ese punto, la señal en el máximo es casi el triple que a la mitad del radio.