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Jueves, 16 enero 2014
Física

Nueva perspectiva de la relación entre electricidad y magnetismo

Desde hace mucho tiempo, se sabe en física que la electricidad y el magnetismo son dos caras de la misma moneda. Las ondas en el espacio libre, tales como la luz visible o las ondas de radio, siempre están formadas por un componente eléctrico y otro magnético. Pero, sin embargo, en lo que se refiere a las propiedades de los materiales, la electricidad y el magnetismo son vistos como cuestiones separadas. Hay materiales con propiedades magnéticas que reaccionan a los campos magnéticos, y hay materiales con propiedades eléctricas que pueden ser influenciados por los campos eléctricos.

Se dice que un imán tiene un campo magnético, pero no presenta un campo eléctrico. En un cristal piezoeléctrico, por otro lado, pueden generarse campos eléctricos, pero no campos magnéticos. Tener los dos al mismo tiempo parece imposible, al menos en condiciones estáticas o cuasiestáticas como los dos casos mencionados. Normalmente, ambos efectos se crean de maneras muy diferentes.

El magnetismo se genera por ejemplo cuando los electrones alinean sus momentos magnéticos, mientras que la carga eléctrica se genera cuando las cargas positivas y negativas, que por lo general están compensadas entre sí, se concentran en lados diferentes de un objeto o sistema.

Sectores tecnológicos actuales de primer orden, como es el de la microelectrónica, se basan en la interacción entre la materia y el electromagnetismo. Las señales electromagnéticas pueden procesarse y almacenarse en materiales especialmente diseñados al efecto. En la ciencia de los materiales normalmente se han estudiado los efectos eléctricos y magnéticos por separado.

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Sin embargo, hay materiales extraordinarios, llamados multiferroicos, en los que las excitaciones eléctricas y magnéticas están estrechamente entrelazadas. El equipo de Andrei Pimenov, de la Universidad Tecnológica de Viena en Austria ha mostrado en un experimento que las propiedades magnéticas y sus excitaciones pueden ser influenciadas por un voltaje eléctrico. Esto abre un nuevo campo de posibilidades para la electrónica de altas frecuencias.

Hay muchas ideas para encontrarle aplicaciones futuras a lo constatado en el reciente estudio: Dondequiera que sea deseable combinar las ventajas respectivas de los efectos magnéticos y de los eléctricos, estos nuevos materiales magnetoeléctricos podrían ser usados en un futuro. Esto podría llevar al surgimiento de nuevos tipos de amplificadores, transistores, dispositivos de almacenamiento de datos o sensores muy sensibles.

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