Parte 9: Magnetismo

Hasta ahora, hemos hablado del campo eléctrico. La imagen mental que induce el campo eléctrico es bastante clara: actúa sobre las cargas atrayéndolas o empujándolas, de la misma forma como el viento empuja las hojas secas. El campo eléctrico tal como lo conocíamos también tenía un origen claro: es emanado y absorbido por las cargas eléctricas. Las líneas de campo eléctrico nacían y morían en cargas eléctricas. Todo era claro y directo.

Ahora todo se volverá fantástico, curioso y móvil, o en otras palabras, magnético. El campo magnético actúa sólo sobre cargas en movimiento de una forma mucho más curiosa. Las líneas de campo magnético son como cuerdas elásticas cerradas, entre las cuales las cargas en movimiento se enredan, de la misma forma como una enredadera se enrolla sobre su guía.

(Y sí, la clase está en la enredadera de más arriba, pesa 6Mb, así que puede demorar un poco, paciencia)

El que el campo magnético actúe sobre cargas en movimiento es la base del motor eléctrico. En un motor, el campo magnético actúa en general sobre un cable por el que circula una corriente eléctrica. Pueden ver modelos de motor homopolar (inventado por Faraday) en los siguientes vídeos:

Y motores (hechos con un corcho de vino) un poco más complejos en los siguientes vídeos:

El comportamiento de las cargas en movimiento bajo la influencia de un campo magnético es fundamental para nuestra existencia: el campo magnético de la Tierra atrapa y "enreda" las partículas del viento solar, protegiendo así las formas de vida que habitan nuestro planeta. El viento solar puede cambiar radicalmente el rostro de un mundo: cuando la actividad geológica de Marte se detuvo, y el planeta perdió su campo magnético, el viento solar arrancó a girones la atmósfera de ese mundo, transformándolo en un lugar seco, frío y desolado. El que estas partículas del viento solar sean atrapadas por nuestro campo magnético da origen a uno de los más hermosos espectáculos naturales: las auroras boreal y austral.
Aquí los dejo con un vídeo de la aurora austral, filmado en la antártica:

Y aquí les dejo otro, de la aurora boreal, tal como fue filmada por el astronauta Don Pettit desde la estación espacial internacional:

En una hermosa simetría, el campo magnético mismo es producido por cargas en movimiento, enrollándose en torno de las corrientes eléctricas. Esto nos permite construír cosas como el solenoide del vídeo de más abajo:

Por otra parte, la materia se comporta de formas curiosas bajo la influencia de los campos magnéticos. Hay materiales que son a atraídos por el campo magnético, otros que son repelidos y por último, otros que se pueden magnetizar y generar un campo magnético ellos mismos. Un material diamagnético es el agua, tal como pueden apreciarlo en el siguiente video:

Los superconductores son materiales perfectamente diamagnéticos (χ=-1); el campo magnético no puede penetrarlos. Esto tiene aplicaciones asombrosas, como en el caso de los trenes de levitación magnética. El siguiente video es muy bueno para comprender qué está pasando:

Orbitando el Sol, al igual que la Tierra, se encuentra el observatorio espacial SOHO, cuya misión es el estudio del Sol. Los dejo con imágenes de llamaradas solares filmadas por el SOHO, en las cuales podemos ver el plasma enrollándose en las líneas de campo magnético, volviéndolas así visibles. El espectáculo es de una belleza incomparable.