Por Doug Leenhouts | Actualizado el 30 de agosto de 2022
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El magnetismo es un fenómeno común pero fascinante que impregna los objetos cotidianos, desde equipos de laboratorio hasta brújulas para exteriores e imanes de refrigerador. Si bien muchas personas dan por sentado los imanes, la física subyacente implica interacciones sutiles a nivel atómico.
Cada material sólido contiene innumerables dominios magnéticos:pequeñas regiones donde los momentos magnéticos atómicos, o dipolos, apuntan en la misma dirección. Cuando los dipolos dentro de un dominio se alinean, el dominio mismo se convierte en un pequeño imán. En algunos materiales, como el hierro, estos dipolos se alinean fácilmente, mientras que en otros la alineación se limita a un dominio pero no a toda la muestra. Los investigadores pueden visualizar estos dominios con microscopía de fuerza magnética.
Cuando un material se expone a un fuerte campo magnético externo, los dominios tienden a alinearse con ese campo, magnetizando el material. Es importante destacar que no es necesaria una alineación completa en todos los dominios para que un material exhiba un magnetismo mensurable.
Al pasar una corriente eléctrica a través de un conductor se genera su propio campo magnético. Dos cables paralelos que transportan corriente en la misma dirección se atraen, mientras que corrientes opuestas se repelen. Este principio sustenta los electroimanes, donde una bobina de alambre produce un campo magnético controlable. A escala planetaria, el campo magnético de la Tierra se origina a partir de corrientes eléctricas que fluyen en su núcleo externo fundido, un proceso que los científicos de la NASA aún están investigando.
Los metales ferromagnéticos (hierro, cobalto y níquel) poseen electrones desapareados cuyos espines pueden alinearse paralelos entre sí cuando se los somete a un campo magnético suficientemente fuerte. Esta alineación cooperativa produce un momento magnético pronunciado, lo que convierte a estos metales en excelentes núcleos para electroimanes y devanados de transformadores. El campo externo de la corriente amplifica el magnetismo intrínseco del material, creando un campo magnético potente y localizado.
Cada material magnético tiene una temperatura de Curie característica. Por debajo de este umbral, el material conserva el orden magnético; encima, la agitación térmica altera la alineación de los dominios magnéticos y el material se vuelve paramagnético. Cuanto mayor es la temperatura Curie de un material, más energía se requiere para aleatorizar sus dominios. Cuando un material enfriado por debajo de su temperatura de Curie se coloca en un campo magnético, puede volver a magnetizarse.
