No todos los días se logra un hito como el que acaba de alcanzar un equipo de científicos chinos. Los investigadores llevan años coqueteando con la creación de campos magnéticos ultrafuertes y hay veces que se pasan de frenada (como cuando en 2018 reventaron un laboratorio). En otras ocasiones, logran su propósito, allanando el camino a la fusión nuclear, pero todos los logros en este campo quedan pequeños si tenemos en cuenta lo que han conseguido en China.
Concretamente, un récord en un imán resistivo al conseguir un campo magnético estable de 42,02 teslas. Y es vital para la ciencia y el avance del gran colisionador chino.
Unidad tesla. Antes de nada, vamos con algo de contexto y a ver qué es eso de los «teslas». Tenemos unidades para medir absolutamente todo y, cuando se trata de catalogar la intensidad de los campos magnéticos, utilizamos las unidades tesla. Un tesla representa la magnitud de un campo magnético que produce una fuerza de un newton sobre una carga de un culombio (que es otra unidad de medida que representa la cantidad de carga eléctrica transportada por una corriente de un amperio en un segundo) moviéndose a un metro por segundo perpendicularmente al campo.
En definitiva, es una unidad de intensidad y, como contexto, el campo magnético de la Tierra tiene una intensidad de entre 25 y 65 microteslas, lo que equivaldría a 0,000025 a 0,000065 teslas. Esto es algo que varía, siendo más fuerte en los polos y más débil en el ecuador, pero los investigadores chinos han desarrollado un imán con un campo magnético de…
42,02. Esa es la cifra mágica, equivalente a 800.000 veces el campo magnético de la Tierra, y lo que representa un avance sin precedentes en la generación de campos magnéticos extremos controlados. Es algo que se logró el pasado mes de septiembre gracias al trabajo de los investigadores independientes del Laboratorio de Alto Campo Magnético del Instituto de Ciencias Físicas de Hefei.
Imán resistivo. Hablamos de «imanes resistivos» cuando nos referimos a un electroimán fabricado con metales como el cobre y el aluminio. Son metales que producen mucho calor cuando la energía los atraviesa, por lo que se emplean materiales superconductores para transportar esta corriente sin generar calor. Pese a todo, estos imanes solo pueden funcionar a temperaturas cercanas al cero absoluto: −273 grados Celsius.
El imán del HEFEI
Récord. Desde 2017, el récord en el campo de potencia estable producido por un imán resistivo estaba en 41,4 teslas. Fue un equipo de la Universidad Estatal de Florida el que destrozó el récord previo de China de 38,5 teslas gracias a un imán resistivo con un consumo de 32 MW de corriente continua.
Hay imanes más potentes, pero no capaces de crear ese campo magnético de manera estable. Y el chino de 42,02 teslas ha conseguido superar al rival estadounidense con un consumo muy, muy similar: 32,3 MW, lo que equivale a una potencia de 43.000 caballos de fuerza. Poniendo en contexto esta cifra, es la potencia de 43 coches de Fórmula 1, el motor de un buque de carga o cerca de la potencia de algunos motores de reacción de un avión comercial.
Para qué. Ahora bien, esta competición por ver quién hace el campo magnético estable más potente no tiene un propósito vacío. Al igual que la competición entre superordenadores, los imanes resistivos son vitales en aplicaciones científicas. Sin ir más lejos, estos imanes resistivos se utilizan en aceleradores de partículas como el Gran Colisionador de Hadrones. China está desarrollando su propio LHC, por lo que avances en este campo son cruciales.
También se emplean para la mejora de los sistemas de resonancia magnética nuclear que se emplea tanto en química como en medicina, el desarrollo de campos magnéticos para confinar el plasma, en estudios de materiales y de superconductividad, en sistemas de tomografía por emisión de positrones que se utilizan para detectar enfermedades como el cáncer o en investigación en el campo de la computación cuántica.
Al final, como podemos ver, son cruciales en multitud de campos y, con esa particular batalla (una más) entre Estados Unidos y China, los avances en potencia de campos magnéticos artificiales nos benefician en numerosos campos. Ahora bien, puede que tardemos en ver un nuevo récord, ya que el equipo chino investigó durante cuatro años cómo poder lograr esta potencia debido a los altos requisitos de energía y disipación que se necesitan para que funcione.
Imágenes | Hefei Institutes of Physical Science, Geek3
