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Los físicos construyen la primera manguera magnética del mundo para transmitir campos magnéticos
Una de las propiedades más importantes de las ondas electromagnéticas es que pueden transmitirse a una distancia casi ilimitada. Sin embargo, no se puede decir lo mismo de los campos magnéticos.
El impacto del magnetismo en la ciencia está limitado por una restricción aparentemente insuperable: los campos magnéticos decaen rápidamente con la distancia de las fuentes, dicen Carles Navau de la Universidad Autónoma de Barcelona y algunos amigos.
Parece que va a cambiar. Estos tipos dicen que han descubierto cómo transmitir campos magnéticos a largas distancias utilizando una 'manguera magnética'. Incluso han demostrado la técnica por primera vez con un dispositivo de prueba de principio.
Los investigadores han intentado transmitir campos magnéticos a distancias cortas durante muchos años. Los transformadores, por ejemplo, utilizan materiales ferromagnéticos con una alta permeabilidad para transmitir campos magnéticos, pero solo a distancias cortas porque el campo decae rápidamente.
Pero los nuevos materiales ofrecen un enfoque alternativo. En los últimos años, los físicos han comenzado a experimentar con nuevas tecnologías que pueden manipular campos electromagnéticos con mucha mayor flexibilidad. La llamada óptica de transformación permite que estos campos se doblen, tuerzan y dirijan de formas que eran imposibles hace tan solo unos años. El truco consiste en crear materiales a medida, metamateriales, que interactúen con los campos en una escala de sublongitud de onda, guiándolos de formas específicas y predeterminadas.
Navau y compañía señalan que un campo magnético estático puede considerarse como una onda con una longitud de onda infinita, por lo que en teoría debería ser posible controlarlo con un metamaterial de la misma manera que las ondas electromagnéticas.
Parte de su artículo está dedicado a explorar las propiedades de dicho material y cómo podría construirse.
Su conclusión es que una manguera magnética que consta de tubos concéntricos de materiales superconductores y ferromagnéticos debería funcionar. Dicen que un tubo que consta de 20 anillos concéntricos que es aproximadamente diez veces más largo que ancho, debería transmitir aproximadamente el 90 por ciento de un campo magnético de un extremo al otro. De hecho, un tubo de solo 2 anillos concéntricos debería transmitir alrededor del 75 por ciento.
Estos chicos han probado esta idea con un solo tubo superconductor de 7 cm de largo (hecho de BiPbSrCaCuO) y relleno con una aleación ferromagnética (de cobalto y hierro).
Durante su experimento, descubrieron que este tubo estaba agrietado aproximadamente a la mitad de su longitud, lo que permitía escapar cualquier campo magnético que transportaba.
Colocaron una bobina en uno de los tubos que generó un campo magnético de 1.3 mTelsa. Luego midieron el campo que escapaba de la grieta como 0,8 mT. Eso es significativamente más alto que el campo sin la manguera. El campo magnético ha sido guiado a través de la manguera magnética [superconductora-ferromagnética] desde la fuente de la bobina hasta el punto de ruptura, donde escapa al exterior de la manguera, dicen Navau y compañía.
La capacidad de transmitir campos magnéticos a distancias relativamente largas podría tener aplicaciones importantes. En particular, Navau y sus colegas señalan el potencial de los dispositivos de información cuántica, donde los campos magnéticos son cruciales para manipular los bits cuánticos. Esto podría ser particularmente relevante en el contexto de los centros de defectos de color con vacantes de nitrógeno en un nanocristal de diamante, que recientemente se han identificado como sistemas prometedores para la implementación de procesadores de información cuántica, o repetidores cuánticos, dicen.
Aún no está claro exactamente cómo podrían construir y controlar estas mangueras magnéticas en esta escala nanométrica. Pero no está más allá de las posibilidades de que estos dispositivos puedan convertirse en una tecnología habilitadora importante para el procesamiento de información cuántica en el futuro.
Ref: arxiv.org/abs/1304.6300 : Manguera magnética: Enrutamiento y transporte de campos magnéticos a larga distancia