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» » Sondeando los secretos de los imanes no magnetizados


Referencia: Phys.org
Autor: Nicolas Guérin, 29 de junio 2012

Los físicos del Laboratorio de EPFL, que estudian los materiales magnéticos, han descubierto que tienen algunas propiedades inesperadas. Su investigación puede conducir al desarrollo futuro de nuevos imanes, incluso más pequeños.

Los imanes están por todas partes, pegados a nuestros frigoríficos, usados en motores eléctricos, integrados en los discos duros de nuestros ordenadores. Los científicos los han estado estudiando durante siglos, pero sólo recientemente un equipo del Laboratorio para el magnetismo cuántico de EPFL, ha investigado los detalles de su estructura interna. Este descubrimiento fundamental allanará el camino para que surjan nuevas investigaciones y una serie de prometedoras aplicaciones, sobre todo en el área de los discos duros en miniatura.

Un imán que no está magnetizado ...

El profesor de EPFL, Henrik Ronnow y su equipo, descubrieron un material extraño: un imán que no está magnetizado. ¿Cómo puede ser esto? La aguja de una brújula se compone de una serie de elementos magnetizados que se autoorganizan dentro de una red cristalina. Igual que muchas brújulas en miniatura, los campos magnéticos de todos esos átomos apuntan en la misma dirección. Atrapados en esa estructura, el campo magnético de cada átomo se agrega a la de todos los demás átomos, produciendo el campo magnético total de la brújula.

En el material estudiado en EPFL, los átomos están ordenados en pares de una forma muy particular: el campo magnético de un átomo es el opuesto al de su vecino. Como es de esperar, el resultado del campo magnético total de cada par es prácticamente nulo. El material entero pierde su magnetización.

Para desvelar los secretos de este imán tan singular, los científicos bombardearon una muestra de litio-erbio-fluoruro, con neutrones. La radiación les permitió medir la estructura de la red cristalina y sus propiedades magnéticas a una resolución muy alta. El experimento tuvo que realizarse a temperaturas muy bajas, a fin de evitar que el movimiento browniano de los átomos ocultara los resultados.

Resultados inesperados y un futuro prometedor

Los átomos de un material magnético están dispuestos en una estructura tridimensional. Los modelos de los físicos pueden predecir sus propiedades magnéticas, basándose en las características de esta estructura, por ejemplo, un imán está formado por una capa delgada de átomos, conocida como estructura 2D (estructura bidimensional); sin embargo, cuando midieron las propiedades magnéticas de la muestra, los físicos obtuvieron un resultado inesperado. En este experimento, la muestra era mucho más gruesa, aunque tenía las propiedades magnéticas de una sola capa. "Pudo deberse al hecho de que el material está compuesto de una serie de capas muy delgadas, apiladas una encima de otra, y cada una de las cuales mantiene sus propiedades individuales", explica Ronnow.

Pese a que estos resultados son puramente materia de investigación básica, no obstante, podría eventualmente tener un impacto en el área de la tecnología de discos duros, que es la explotación de las propiedades magnéticas en escalas cada vez más miniaturizadas.

Los datos se almacenan en forma binaria, cambiando la polaridad magnética de un área del disco. Con la miniaturización, el problema es que los sectores se cierran uno al otro, pueden influirse entre sí, y espontáneamente cambiar su polaridad. Los datos se perderían.

"Con estos materiales especiales, la miniaturización podría continuar, cada sector del disco podría ser uno de estos pares libres de magnetización. La probabilidad de que el campo magnético de un átomo pueda influir en el campo magnético de su vecino es prácticamente nula”. Sólo hay un obstáculo intrínseco que debe ser superado con estos materiales: la creación de una  de la cabeza de lectura/escritura lo suficientemente sensible como para decodificar un campo magnético que, por definición, es extremadamente débil.

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