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1 de Agosto de 2006
magnetismo

Levitador diamagnético

Un diseño sencillo para observar un fenómeno cuántico complejo.

Una placa de grafito flota sobre imanes refrigerados por una célula Peltier (oculta). Esta, a su vez, se encuentra refrigerada por tubos térmicos. [Marc Boada Ferrer]

En el artículo anterior describíamos la construcción de un levitador magnético; el imán que sostenía en el aire permanecía casi inmóvil. En el dispositivo que presentamos en esta ocasión, basado en el diamagnetismo, la levitación es estable e indefinida.

La levitación magnética con imanes (o electroimanes) es posible solo cuando existe algún mecanismo de control. Si utilizamos materiales que aprovechen otros efectos magnéticos, como los superconductores, cambia la situación. ¿Quién no conoce una curiosa aplicación de los superconductores que consiste en hacer flotar una pastilla de alguno de estos materiales sobre un imán cerámico? Para ello no se requiere ningún mecanismo de control: bastan un buen imán de neodimio, una pastilla superconductora y nitrógeno líquido a unos –200 grados centígrados. Se manifiesta un fenómeno de gran espectacularidad.

El nitrógeno lleva al superconductor a su temperatura de uso con resistencia eléctrica cero. Además, la potencia del imán se incrementa cuando su temperatura disminuye y se aleja del punto de Curie (temperatura en la que los imanes permanentes pierden, por agitación térmica de los átomos, toda imanación). Conforme va disminuyendo la temperatura de transición, los átomos adoptan una disposición cristalina más ordenada y con menor perturbación térmica, lo que facilita la orientación en paralelo de los dipolos magnéticos. Todo ello contribuye a que la levitación sea la máxima posible. La física del experimento se basa en la expulsión total del campo magnético en el superconductor; queda apantallado por las corrientes inducidas en su seno por el imán sobre el que levita. Los superconductores se comportan, pues, como diamagnéticos perfectos.

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