23/03/2012 - Invisibilidad a los campos magnéticos

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Investigadores de la Universidad Autónoma de Barcelona, con la colaboración de un equipo de la Academia de Ciencias de Eslovaquia, han construido un cilindro indetectable mediante campos magnéticos. El dispositivo se ha fabricado con materiales superconductores y ferromagnéticos disponibles en el mercado. 

Un cilindro de material superconductor de alta temperatura, que se puede refrigerar fácilmente con nitrógeno líquido, y recubierto de una aleación de hierro, níquel y cromo. Esta es la fórmula, sencilla y accesible, para construir una auténtica capa de invisibilidad.

"Hasta hace diez años la invisibilidad era ciencia ficción, pero desde hace una década ha pasado a formar parte del ámbito de la ciencia"

Se trata de invisibilidad al campo magnético, un paso hacia la invisibilidad a la luz (onda de campo magnético y eléctrico), que nunca nadie había alcanzado con tanta simplicidad, con tanta exactitud en los cálculos teóricos, ni con tanta contundencia en los resultados en el laboratorio como han conseguido ahora científicos españoles y eslovacos. El estudio se publica esta semana en Science.

Primero, investigadores de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), encabezados por el físico Àlvar Sánchez, encontraron la fórmula matemática para diseñar el dispositivo. Un cilindro descrito por una ecuación extraordinariamente simple que permite, teóricamente, que el dispositivo sea absolutamente indetectable con campos magnéticos desde el exterior, y que todo lo que rodeara estuviera también completamente aislado de estos campos.

Con esta ecuación, los científicos de la UAB contactaron con un laboratorio especializado en la medida precisa de campos magnéticos, en el Instituto de Ingeniería Eléctrica de la Academia de las Ciencias de Eslovaquia, en Bratislava, para construir el dispositivo. Solo unos meses después, los resultados experimentales han sido contundentes. El cilindro es completamente invisible a los campos magnéticos.

La capa superconductora del cilindro evita que el campo magnético llegue a su interior, pero por sí misma distorsiona el campo exterior y hace que el cilindro sea detectable. Para evitarlo, la capa exterior ferromagnética, de la aleación de hierro, níquel y cromo, hace el efecto contrario. Atrae las líneas de campo magnético compensando exactamente la distorsión que crea el superconductor, pero sin que el campo llegue al interior. El efecto global es un campo magnético completamente nulo en el interior del cilindro y absolutamente ninguna distorsión del campo magnético en el exterior.

"Hasta hace diez años la invisibilidad era ciencia ficción, pero desde hace una década ha pasado a formar parte del ámbito de la ciencia, y nuestra investigación es un paso en la dirección correcta en esta carrera para conseguirla", afirma Àlvar Sánchez.

Magnetismo y electricidad

Los campos magnéticos son fundamentales para la producción de energía eléctrica –el 99% de la energía que consumimos se genera gracias a ellos dentro de las turbinas de centrales eléctricas–, para el diseño de los motores de todo tipo de dispositivos mecánicos, y por los nuevos avances en dispositivos como las memorias de ordenadores y teléfonos móviles.

Por este motivo, su control es un hito importante para el desarrollo tecnológico. Se sabe cómo generar el campo magnético, pero anularlo en determinadas zonas del espacio de manera controlada es un reto científico y tecnológico, y el dispositivo desarrollado ahora por el equipo de científicos abre esta posibilidad.

Los resultados de esta investigación también abren las puertas a posibles aplicaciones médicas. En el futuro, dispositivos similares al diseñado por los investigadores de la UAB podrían servir para apantallar un marcapasos o un implante coclear en un paciente que deba someterse a una resonancia magnética a un hospital. La investigación podría tener también aplicaciones en seguridad, dado que a partir de ella se podrán diseñar medidas de seguridad más fiables en dispositivos basados en detectores de metales por campos magnéticos.

Referencia bibliográfica:

Fedor Gömöry, Mykola Solovyov, Ján Šouc, Carles Navau, Jordi Prat-Camps, Alvaro Sanchez. “Experimental Realization of a Magnetic Cloak”. Science 335, 23 de marzo de 2012.

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Imagen: Fuente SINC

Descripción: En la imagen izquierda y central, el cilindro altera el campo magnético. A la derecha, el nuevo diseño es totalmente invisible al campo magnético (las líneas verticales se mantienen totalmente inalteradas con la presencia del cilindro). Imagen: A. Sánchez et al.

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