lunes, 21 de febrero de 2011

Magnetricidad creada en cristales de hielo

Las corrientes de magnetricidad nacen cuando los polos norte y sur se separan, moviendose independientemente uno del otro. Créditos: Bramwell.
La electricidad tiene una nueva hermana pequeña: magnetricidad

Un equipo de físicos en Inglaterra han creado cargas magnéticas - con polos magnéticos aislados norte y sur- para después hacerlos fluir en cristales del tamaño de un centímetro de diámetro. Estas cargas magnéticas móviles, que se comportan casi exactamente igual que las cargas eléctricas que fluyen a través de las baterías y los sistemas biológicos, algún día podrían ser útiles en el desarrollo de dispositivos "Magnetotronicos" aunque lo que estos dispositivos hagan, nadie lo sabe.

En los imanes, los polos siempre vienen en pares. No importa cuántas veces se corte un imán por la mitad, hasta los mismos átomos, cada pieza tendrá siempre un polo norte y un sur -un dipolo-.

Pero las moléculas magnéticas se componen de un material cristalino llamado hielo spin que está dispuesto en pirámides triangulares que les impiden alinearse cómodamente con todos sus polos apuntando en la misma dirección. Cada pirámide tiende a tener dos imanes apuntando hacia adentro y dos hacia afuera.

En 2009 Steven Bramwell de la University College de Londres encontraron que a veces una molécula se retuerce y voltea. Dos polos, uno al norte y al sur, nacen. La propia molécula permanece fija, pero estos polos fantasmales, que no estan realmente unidos a un objeto físico, pueden moverse independientemente unos de otros como las reacciones en cadena lanzadas en cada molécula llevadas de una pirámide a otra pirámide.

"Con el tiempo se llega tan lejos que se pierde la memoria de cada uno", añade Bramwell. "El dipolo se divide por la mitad y se convierte en dos monopolos."

Algunos científicos han cuestionado el uso de monopoloz para un fenómeno que sólo existe dentro de giro de hielo. Este término se refiere tradicionalmente a los monopolos cósmicos que se cree se originaron durante el Big Bang y propuestos por Paul Dirac en 1931.

"Un monopolo real sería una carga magnética que existe en el vacío", dice Michael Bonitz, un físico del Instituto de Física Teórica y Astrofísica en Kiel, Alemania. "Lo que tenemos es un sistema complicado con materia condensada".

Dentro de los límites del hielo spin, sin embargo, estos polos errantes se comportan al igual que los monopolos. Tienen carga magnética que esta muy cercana a las predicciones teóricas e interactuan entre sí de acuerdo a la misma ley que gobierna la interacción de cargas eléctricas, la Ley de Coulomb.

Usando breves pulsos magnéticos, Bramwell y su equipo han desarrollado una manera para activar corrientes de estas cargas magnéticas - "magnetricidad" - que duran minutos.

"Nosotros aplicamos un campo magnético para crear cargas magnéticas y conseguir que todas vayan en la misma dirección", considera Sean Giblin, un físico del Laboratorio Rutherford Appleton en Oxfordshire, Inglaterra y co-autor de un artículo publicado en Nature Physics.

Estas corrientes han puesto de manifiesto las similitudes entre nuevas cargas magnéticas y eléctricas. La disipación de la creación y la lentitud de las nuevas cargas magnéticas sigue los principios exactamente los mismos que gobiernan las partículas cargadas en soluciones - como los iones de los electrolitos de la batería.

La forma en que las tiendas de giro de hielo carga magnética es también similar a la forma en dispositivos existente llamado condensadores almacenar carga eléctrica. Así que sueña Bramwell castillos en el cielo-es para magnetricidad para desovar algún día una nueva tecnología llamada "magnetronics." Sin embargo, admite que puede tardar un poco en llegar, sobre todo porque estas corrientes aparecen sólo en los cristales se mantiene cerca del cero absoluto.


PYRAMID SCHEME Cuando una molécula de hielo de espín se invierte, se crea dos polos magnéticos en la pirámides vecinas que se pueden llevar tan lejos el uno del otro como otras moléculas. De Science News en Vimeo.

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