Magnes nie przyciąga złotej sztabki, a wykrywacz metali potrafi ją znaleźć. Nie ma w tym sprzeczności: wykrywacz wykorzystuje zmienne pole elektromagnetyczne i przewodnictwo elektryczne, a nie samo przyciąganie przedmiotów przez magnes.

Czy prawdziwe złoto reaguje na magnes?

Czyste, lite złoto jest diamagnetykiem. W polu magnetycznym uzyskuje bardzo słabe namagnesowanie skierowane przeciwnie do pola, a w niejednorodnym polu jest przemieszczane w stronę obszaru o mniejszej indukcji magnetycznej. Jego objętościowa podatność magnetyczna wynosi około −3,4 × 10⁻⁵, dlatego efektu praktycznie nie da się zauważyć podczas domowego testu: moneta, sztabka czy samorodek nie „odskoczą” od ręcznego magnesu. Specjalnie modyfikowane nanocząstki złota mogą wykazywać inne właściwości, lecz jest to zjawisko laboratoryjne, nie typowe zachowanie biżuterii.

Co oznacza przyciąganie złotej biżuterii?

Wyraźne przyciąganie może wskazywać na stalowy rdzeń, element zapięcia, składnik ferromagnetyczny albo pozłacaną podróbkę. Nie przesądza jednak automatycznie, że cały przedmiot jest fałszywy — przykładowo sprężynka w karabińczyku może być stalowa. Równie ważne jest odwrotne zastrzeżenie: brak reakcji nie dowodzi autentyczności, ponieważ falsyfikaty mogą zawierać niemagnetyczne metale i stopy.

Test nawet małym magnesem ma zatem wartość wyłącznie przesiewową. Silne przyciąganie całego korpusu jest poważnym sygnałem ostrzegawczym, ale lokalna reakcja zapięcia nie dowodzi, że reszta wyrobu jest fałszywa. W drugą stronę wniosek jest jeszcze słabszy: przedmiot niemagnetyczny może być zarówno złoty, jak i wykonany z wielu innych metali.

Szczególnie kłopotliwy jest wolfram: jego gęstość wynosi około 19,3 g/cm³, czyli jest niezwykle zbliżona do gęstości czystego złota wynoszącej około 19,32 g/cm³. Dlatego dobrze wykonany wkład wolframowy może być trudny do wykrycia za pomocą prostego pomiaru gęstości. Typowe przenośne urządzenia XRF analizują przede wszystkim skład warstwy przypowierzchniowej i nie pozwalają bezpośrednio określić składu wnętrza grubej sztabki. Dlatego kontrolę sztabek łączy się między innymi z ultradźwiękami, które mogą ujawnić wewnętrzne wkłady i nieciągłości.

Jak wykrywacz znajduje niemagnetyczne złoto?

Cewka nadawcza wytwarza pole magnetyczne zmieniające się w czasie. W przewodzącym obiekcie indukują się prądy wirowe, które wytwarzają własne pole magnetyczne rejestrowane przez układ odbiorczy. Sposób analizy tego sygnału zależy od technologii wykrywacza: w urządzeniach VLF istotne są m.in. amplituda i przesunięcie fazowe odpowiedzi, natomiast wykrywacze PI analizują odpowiedź czasową powstającą po kolejnych impulsach pola. Charakter sygnału zależy m.in. od przewodności elektrycznej, właściwości magnetycznych, wielkości i kształtu obiektu oraz częstotliwości pracy detektora. Wykrywacz korzysta zatem z elektromagnetyzmu, lecz nie wykrywa złota dzięki przyciąganiu go przez magnes.

VLF a PI

VLF jest nazwą technologii, a nie gwarancją wysokiej częstotliwości roboczej. To szczególnie modele VLF przeznaczone do drobnego złota często używają relatywnie wyższych częstotliwości. VLF, zwłaszcza w odmianach pracujących z wyższymi częstotliwościami, może zapewniać bardzo dobrą czułość na niewielkie i słabo przewodzące cele, w tym drobne złoto, a także zwykle oferuje lepszą dyskryminację. PI z kolei zwykle lepiej radzi sobie w silnie zmineralizowanym gruncie i może zachowywać większy efektywny zasięg w trudnych warunkach gruntowych, lecz zazwyczaj oferuje słabszą dyskryminację niż VLF.

Czy wykrywacz może znaleźć złoto i ignorować stal?

Może w dużym stopniu wyciszać typowe przedmioty stalowe, ale nie zagwarantuje reakcji wyłącznie na złoto. Dyskryminacja nie jest analizą chemiczną: urządzenie szacuje kategorię celu na podstawie odpowiedzi elektromagnetycznej. Wynik zależy też od wielkości, kształtu, głębokości i ułożenia przedmiotu, mineralizacji gleby oraz sąsiednich metali.

Drobne złoto może trafiać do podobnego zakresu jak folia, ołów lub zawleczki, a duży kawałek stali bywa błędnie wskazywany jako cel nieżelazny. Każdy wzorzec dyskryminacji jest w istocie kompromisem. Zmniejszenie poziomu dyskryminacji lub praca bez odrzucania kategorii celów ogranicza ryzyko pominięcia wartościowego obiektu, ale nie gwarantuje wykrycia każdego celu. W praktyce rozsądnym kompromisem jest umiarkowana dyskryminacja oraz ponowne sprawdzanie niejednoznacznych sygnałów w trybie „all metal”.

Bibliografia:
1. Harke S. i in., "Low-frequency magnetic response of gold nanoparticles", Scientific Reports 13, 21588 (2023), doi.org/10.1038/s41598-023-48813-y
2. Royal Society of Chemistry, "Gold - Element information", www.rsc.org/periodic-table/element/79/gold
3. Royal Society of Chemistry, "Tungsten - Element information", www.rsc.org/periodic-table/element/74/tungsten
4. Encyclopaedia Britannica, "Diamagnetism", www.britannica.com/science/diamagnetism
5. Geotech - Mining Equipment, "How Metal Detectors Work", www.geotech1.com/pages/metaldetectors/howmetaldetectorswork.php
6. American Gem Society, "Testing Gold Jewelry for Authenticity", www.americangemsociety.org