Incluso los imanes pequeños pueden ser a veces excepcionalmente potentes.
ResonX /Jasmin Schoenzart
Un imán lo suficientemente pequeño como para caber en la palma de la mano puede igualar por primera vez la fuerza de algunos de los imanes más potentes del mundo.
Los imanes potentes desempeñan muchas funciones en la ciencia y la tecnología, con usos en todo, desde imágenes por resonancia magnética y aceleradores de partículas hasta esfuerzos de fusión nuclear. Los más potentes están hechos de superconductores, materiales que conducen la electricidad con una eficiencia casi perfecta.
Pero los imanes superconductores que producen fuertes campos magnéticos suelen ser voluminosos: los más pequeños suelen tener el mismo tamaño que el robot R2D2 de Star Wars, mientras que los más grandes son comparables a un edificio de dos pisos, dice Alexander Barnes de ETH Zurich en Suiza.
Él y sus colegas han construido un imán superconductor que es competitivo en fuerza con esos grandes imanes, pero que mide sólo 3,1 milímetros de diámetro. Lo hicieron enrollando una fina cinta de un material cerámico llamado REBCO, que se vuelve superconductor cuando se enfría a temperaturas extremadamente bajas. Estas bobinas producen campos magnéticos cuando las corrientes eléctricas pasan a través de ellas.
El equipo compró la cinta REBCO a una empresa comercial y luego se dispuso a encontrar el mejor diseño de imán, lo que implicó fabricar y probar más de 150 de ellos, dice Barnes. “Nuestra estrategia fue desarrollar y adoptar un enfoque de ‘fallar a menudo y rápido'”.
Finalmente se decidieron por un diseño que involucra dos o cuatro bobinas de REBCO en forma de panqueque que podrían producir campos magnéticos con intensidades de 38 Tesla y 42 Tesla, respectivamente. A modo de comparación, un imán de nevera suele tener una intensidad de campo magnético inferior a 0,01 Tesla. Los dos imanes que actualmente producen los campos magnéticos estables más fuertes del mundo alcanzan alrededor de 45 Tesla, pesan muchas toneladas y requieren hasta 30 megavatios de potencia. El imán de Barnes y su equipo es más pequeño que su mano y requiere menos de 1 vatio de potencia.
Barnes dice que su objetivo final es utilizar este imán para resonancia magnética nuclear (RMN), una técnica experimental que utiliza campos magnéticos para revelar la estructura de moléculas como fármacos y catalizadores para procesos industriales. En su opinión, esta poderosa técnica se ve obstaculizada por el tamaño y el precio de los imanes, pero los investigadores esperan hacerla accesible a más químicos. El equipo ya ha comenzado a probar el imán en una configuración de RMN, afirma Barnes.
“La producción de campos magnéticos superiores a 40 Tesla requiere tradicionalmente instalaciones muy grandes y costosas, por lo que lograr intensidades de campo similares en un dispositivo tan compacto utilizando cintas superconductoras es importante”, dice Mark Ainslie del King’s College de Londres. “Esto sugiere que los imanes de campo extremadamente alto podrían volverse más accesibles para una gama más amplia de laboratorios en un futuro próximo”.
Pero aún quedan dudas antes de que el imán pueda lograr un uso generalizado; por ejemplo, hasta qué punto se puede uniformar el campo magnético y cómo se puede gestionar y controlar el comportamiento electromagnético de estas bobinas, afirma.
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