Convertir cualquier imán en el campo que se desee: la UAB y la Universidad Tecnológica de Chalmers presentan la omniconversión magnética
El nuevo método, que está siendo patentado, podría mejorar técnicas biomédicas como la resonancia magnética o técnicas de laboratorio como la espectrometría de masas, entre otras aplicaciones.
Físicos de la Universitat Autònoma de Barcelona y de la Universidad Tecnológica de Chalmers (Suecia) han encontrado una manera de transformar el campo magnético de una fuente —una bobina, un imán permanente— en prácticamente cualquier otro campo predeterminado en toda una región del espacio, con precisión matemática.
El trabajo, firmado por Jaume Cunill-Subiranas, Natanael Bort-Soldevila, Fabian Resare, Núria Del-Valle, Witlef Wieczorek y Carles Navau, se publicará en la revista Science Advances, y la idea de esta omniconversión magnética está en proceso de ser patentada.
Generar un campo magnético con una forma concreta —uniforme, dipolar, etc.— suele obligar a diseñar combinaciones voluminosas y muy ajustadas de bobinas o imanes, que, además, solo aproximan el campo buscado. El nuevo método, la omniconversión magnética, rodea la región de interés con capas de dos materiales con una geometría muy precisa: ferroimanes blandos, como el hierro dulce, que canalizan el campo como un conductor magnético casi perfecto, y superconductores, que tienden a expulsarlo. Calculando la geometría exacta de estas superficies, el equipo ha demostrado que el campo interior adopta exactamente la forma deseada, sea cual sea la fuente exterior. La idea generaliza el apantallamiento magnético, que solo anula campos externos, en una herramienta que los transforma en cualquier patrón objetivo.
Para demostrarlo, construyeron y probaron un dispositivo que convierte el campo no uniforme de una simple bobina plana en un campo muy uniforme dentro de una pequeña cámara cilíndrica. Enfriado por debajo de un kelvin, con tapas de hierro dulce y un tubo de aluminio superconductor, el campo medido coincidió con las simulaciones al activarse el superconductor.
Aplicaciones prácticas
Como receta universal para dar la forma deseada a los campos magnéticos, la técnica podría beneficiar a la física de partículas, la fusión por confinamiento magnético, los relojes atómicos, las tecnologías cuánticas y herramientas biomédicas como la resonancia magnética y la espectrometría de masas.
El proyecto ha sido financiado por Horizonte Europa (UE, proyecto SuperMeQ), el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (PID2023-149054NB-I00), una beca AGAUR-FI Joan Oró (Generalitat de Catalunya), el Consejo Europeo de Investigación (SuperQLev) y la Fundación Knut y Alice Wallenberg.
Artículo de referencia: J. Cunill-Subiranas, N. Bort-Soldevila, F. Resare, N. Del-Valle, W. Wieczorek, C. Navau, «Magnetic Omniconversion: Source-Independent Molding of Magnetostatic Fields», Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.aeh5747