El secreto

¿Cómo funcionan los imanes?
Todos hemos jugado con esas piezas metálicas que parecen atraer ciertos objetos como por arte de magia. Pero los imanes no solo son juguetes: los usamos en motores, bocinas, timbres, brújulas, puertas de refrigeradores e incluso en trenes que levitan.

También se les llama “magnetos” porque en la antigüedad se descubrieron unas piedras sorprendentes llamadas “magnetita” en una región de Turquía llamada Magnesia, habitada por los magnetos… un pueblo griego, no el villano de los Hombres X.

Los imanes, ya sean naturales o artificiales, generan a su alrededor un campo magnético capaz de atraer ciertos metales sin necesidad de tocarlos, incluso si hay otros objetos o vacío en el medio. De hecho, si esparces limaduras de hierro sobre un imán, puedes hacer visible este campo.

Toda la materia está hecha de átomos, y en cada átomo hay electrones. Cada electrón se comporta como un diminuto imán, con un polo norte y un polo sur, y genera un microscópico campo magnético. Sin embargo, en la mayoría de los elementos, los electrones se agrupan en pares con orientaciones opuestas, anulando su magnetismo.

Por esta razón, no todos los materiales pueden ser magnéticos. Por ejemplo, el mercurio tiene todos sus electrones emparejados, por lo que sus átomos no generan un campo magnético. En cambio, elementos como el cromo tienen átomos magnéticos, pero estos tienden a alinearse de forma alternada, evitando que se genere un magnetismo fuerte. Además, para que los átomos puedan alinearse y formar un imán, el material no debe estar demasiado caliente.

Los únicos materiales que son imanes permanentes a temperatura ambiente son el gadolinio, el cobalto, el níquel y el hierro, que es el principal componente de la magnetita y de los imanes comerciales. Otras sustancias pueden volverse magnéticas, pero solo a temperaturas muy bajas, un fenómeno que se conoce como la "temperatura de Curie".

¿Por qué no todos los objetos de hierro son imanes?
Los objetos de hierro están formados por pequeñas regiones llamadas “dominios”, donde los átomos están orientados en distintas direcciones. Para que un objeto se convierta en imán, sus dominios deben alinearse en la misma dirección. Esto se logra exponiéndolo a un campo magnético muy fuerte, lo que hace que un dominio predomine sobre los demás y los alinee con él. Así es como se fabrican los imanes.

Actualmente, los imanes más potentes del mundo están hechos de una aleación de neodimio, hierro y boro. Su estructura cristalina maximiza la alineación de los campos magnéticos, haciéndolos tan fuertes que, si quedaras atrapado entre dos de ellos, podrían fracturar o perforar una parte de tu cuerpo.

Cuando un objeto se magnetiza, adquiere un polo norte y un polo sur. Y si lo cortas en dos, en lugar de obtener imanes con un solo polo, cada mitad conservará su propio par de polos, ya que estos no son partes separadas del imán, sino el resultado de la alineación de los átomos. Como regla general, los polos iguales se repelen y los polos opuestos se atraen.

Otra manera de generar un campo magnético es haciendo pasar una corriente eléctrica a través de un núcleo de hierro, lo que da lugar a un electroimán. Este fenómeno puede explicarse a través de la teoría de la relatividad especial: la diferencia en la distancia entre partículas en movimiento y en reposo, según el observador, genera una diferencia de carga que crea el campo magnético.

Pero, en última instancia, ¿por qué los electrones generan campos magnéticos capaces de atraer o repeler? La verdad es que sigue siendo uno de los grandes misterios de la ciencia. Sabemos que es una manifestación de efectos cuánticos en el mundo cotidiano, pero aún no tenemos una explicación completa.

Lo que sí sabemos es que la palabra “imán” proviene del francés aimant, que a su vez viene del latín adamant, que significa “invencible”… ¡como el adamantio, el metal ficticio que usa Wolverine en los Hombres X!