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Un equipo internacional de científicos, liderados desde la Universidad Autónoma de Barcelona, ha desarrollado un material que logra guiar y transportar el campo magnético de un lugar a otro de manera similar a como una fibra óptica actúa con la luz o una manguera transporta el agua. Las aplicaciones pueden ser tan amplias como las que tiene actualmente la fibra óptica.
Investigadores del departamento de Física de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) han creado una fibra magnética con un cilindro de material ferromagnético rodeado de material superconductor, un diseño sorprendentemente sencillo fruto de complicados cálculos teóricos y muchas pruebas en el laboratorio. El resultado es un material que conduce el campo magnético de un lugar a otro como una manguera lleva el agua; o la fibra óptica, la luz, así que podría tener aplicaciones parecidas.
Los investigadores han construido un prototipo de 14 centímetros de longitud, que transmite el campo magnético de un extremo a otro con una eficiencia del 400% respecto a los métodos actuales para transportar estos campos. Han demostrado teóricamente que la fibra magnética puede ser todavía más eficiente si se rodea el tubo ferromagnético con capas delgadas alternando material ferromagnético con material superconductor.
El dispositivo se puede implementar a cualquier escala, incluso a la nanométrica. De este modo, una 'nanofibra magnética' capaz de controlar individualmente sistemas cuánticos podría ayudar a solucionar problemas tecnológicos que actualmente aparecen al intentar hacer computación cuántica.
El magnetismo es básico en la tecnología actual, en los procesos de generación de energía o en el almacenamiento de información en los ordenadores, por ejemplo. Y uno de los procesos esenciales en estas tecnologías es guiar y transferir el campo magnético, ya sea en los grandes transformadores o en nanodispositivos lógicos.
La luz, formada por ondas de campos magnético y eléctrico, se puede guiar de manera muy efectiva con fibras ópticas. Sin embargo, "hasta ahora no existía ninguna tecnología similar para guiar y transportar los campos magnéticos estáticos," explica el investigador ICREA Academia y líder de la investigación, Àlvar Sánchez. "Para guiar los campos en los circuitos electrónicos o en los transformadores de corriente se utilizan materiales ferromagnéticos, como aleaciones de hierro, pero su intensidad decae rápidamente con la distancia y las aplicaciones son limitadas".
Participan Cirac y otros físicos
En la investigación, publicada esta semana en Physical Review Letters, han participado Carles Navau, Jordi Prat y Àlvar Sánchez, del Departamento de Física de la Universitat Autònoma de Barcelona; Oriol Romero Isart, del Instituto de Óptica e Información Cuánticas de la Académica Austríaca de Ciencias y profesor de la Universidad de Innsbruck (Austria); y el reciente ganador del premio Wolf de Física Juan Ignacio Cirac, del Instituto Max Planck de Física Cuántica en Garching (Alemania).
Referencia bibliográfica:
C. Navau, J. Prat-Camps, O. Romero-Isart, JI Cirac, and A. Sanchez. "Long-distance transfer and routing of static magnetic fields". Phys. Rev. Lett. 112, 253901 (2014). Artículo con información adicional publicado por la American Physical Society: http://physics.aps.org/articles/v7/67.
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