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Actualidad científica

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  • Investigación y Ciencia
  • Septiembre 2016Nº 480
Taller y laboratorio

Magnetismo

El magnetómetro de Gauss, versión 2.0

Los modernos imanes de neodimio permiten construir sencillos magnetómetros que habrían dejado boquiabierto al mismísimo Carl Friedrich Gauss.

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Recuerdo haber leído en alguna parte que un jovencísimo Albert Einstein recibió como regalo una brújula y quedó fascinado: con independencia de la orientación del instrumento, la aguja apuntaba siempre en la misma dirección. Se dice también que a partir de aquella observación nació un espíritu científico que, a la larga, acabaría por revolucionar el pensamiento de su época.

Sin embargo, puede que Einstein no se fijase lo bastante bien en la aguja, ya que lo cierto es que su rumbo experimenta constantes fluctuaciones. Las razones para ello son varias. En primer lugar, el norte magnético no se halla siempre en el mismo lugar. Su proyección sobre la superficie terrestre traza una espiral que, en la actualidad, lo sitúa a muchos grados del norte geográfico. Por otro lado, la brújula sufre perturbaciones locales: rocas ígneas, yacimientos minerales u obras humanas ejercen una notable influencia, la cual puede llegar a desplazar la aguja varios grados. Finalmente, y para no extendernos, citaremos otra causa de perturbación: el viento solar y su interacción con la alta atmósfera, que, al ionizarse, interfiere con el campo magnético terrestre y genera una lenta deriva del norte aparente que se repite con un ciclo de veinticuatro horas, fenómeno conocido como «variación diurna de la declinación magnética».

Debemos las primeras observaciones rigurosas y metódicas de las variaciones del campo magnético a un científico excepcional: Carl Friedrich Gauss. Este niño prodigio y revolucionario del conocimiento matemático, afrontó, en colaboración con Wilhelm Eduard Weber, el arduo trabajo de convertir en ciencia el estudio de estas perturbaciones del campo magnético, las cuales ya eran conocidas, como mínimo, desde el Renacimiento.

Nos situamos hacia los años treinta del siglo XIX. Alexander von Humboldt, Francesc Aragó y otros ya habían detectado variaciones cíclicas en la declinación de la brújula. Gauss, junto con sus colaboradores, decide emprender un vasto programa de observaciones que, en pocos años, se extendería por todo el planeta.

Nuestro genio sabía que debería realizar observaciones de una finura inigualable, y con su prestigio y tesón logró la financiación necesaria para construir un observatorio no magnético: un pequeño edificio situado lejos de cualquier estructura férrea, construido en madera y con clavos de cobre, y donde antes de entrar se revisaban vestiduras y bolsillos para eliminar cualquier objeto metálico que pudiera causar una medición espuria. Dentro instaló una brújula muy especial: una larga barra imantada de varios kilos de peso, suspendida de un fino hilo de oro fijado a cinco metros de altura. La barra magnética soportaba a su vez un espejo que, junto con un pequeño telescopio, permitió a Gauss medir sobre una escala graduada desplazamientos imperceptibles a simple vista. Hoy nos propondremos emular aquel instrumento; eso sí, con los materiales que nos brinda la tecnología moderna.

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