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{2 noviembre, 2016}   Magnetismo cuántico / Karina Jiménez Garcia

 La magia del magnetismo cuántico con átomos ultra fríos
http://es.rfi.fr/ciencia/20161026-la-magia-del-magnetismo-cuantico-con-atomos-ultrafrios La joven mexicana Karina Jiménez Garcia, de 32 años de edad, postdoctorante en el Laboratorio Kastler Brossel con sede en el Instituto de Física del Collège de France ha ganado una beca de la Fundación L’Oréal/UNESCO para las Mujeres en las Ciencias, por sus estudios sobre el magnetismo cuántico. Una área cuyas aplicaciones serán revolucionarias en el futuro.
La entrevista fue realizada por Ivonne Sánchez. Para escucharla, cliquee en la flecha que aparece sobre la foto.

Silvia Celi
La joven mexicana Karina Jiménez Garcia, de 32 años de edad, postdoctorante en el Laboratorio Kastler Brossel con sede en el Instituto de Física del Collège de France ha …

Fuente: RFI en español.

Un poco de historia sobre el magnetismo, física, átomos, moléculas, imán…etc, etc…

Magnetósfera terrestre.

Líneas de fuerza de un imán, visualizadas mediante limaduras de hierro extendidas sobre una cartulina. Newton Henry BlackNewton Henry Black, Harvey N. Davis (1913) Practical Physics, The MacMillan Co., USA, p. 242, fig. 200

El campo magnético de un imán se manifiesta por la distribución de las limaduras de hierro alrededor de dicho imán. Una hoja de papel reposa sobre un imán y las limaduras de hierro son esparcidas sobre el papel. Las limaduras de hierro se alinean con el campo magnético, de forma que muestran la dirección de las lineas de campo magnético en cada punto.

Etimología
Piedras «Magnesia y Magneto» (de magnesiano, magnetismo, magnetizar) del gr. magnees (tierra, metal y óxido) procedentes de magnesia ciudad de Tesalia.
«Imán», del griego, adamas, adamantes (diamante, acero) de «a» (privativa, prefijo de contrariedad o de negación) y damaoo (quemar). Figo. piedra dura que no se puede o no se debiera quemar, calentar, pues los griegos debieron conocer que el calor destruye el magnetismo.
Del latín manes, -tisis, imán.
Estas piedras eran también conocidas desde antiguo como «piedras calamitas» llamadas vulgarmente en Europa «yman» o «magnate, hematites siderita y heraclion».
Véanse también: Magnesia del Meandro y Magnesia del Sipilos.

El magnetismo se da particularmente en los cables de electromatización. Líneas de fuerza magnéticas de un imán de barra, producidas por limaduras de hierro sobre papel.

El magnetismo o energía magnética es un fenómeno natural por el cual los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han sido propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.
El magnetismo se da particularmente en los cables de electromatización. Líneas de fuerza magnéticas de un imán de barra, producidas por limaduras de hierro sobre papel.
El magnetismo también tiene otras manifestaciones en física, particularmente como uno de los 2 componentes de la radiación electromagnética, como por ejemplo, la luz.

Breve explicación del magnetismo
Cada electrón es, por su naturaleza, un pequeño imán (véase momento dipolar magnético electrónico). Ordinariamente, innumerables electrones de un material están orientados aleatoriamente en diferentes direcciones, pero en un imán casi todos los electrones tienden a orientarse en la misma dirección, creando una fuerza magnética grande o pequeña dependiendo del número de electrones que estén orientados.

Además del campo magnético intrínseco del electrón, algunas veces hay que contar también con el campo magnético debido al movimiento orbital del electrón alrededor del núcleo. Este efecto es análogo al campo generado por una corriente eléctrica que circula por una bobina (ver dipolo magnético). De nuevo, en general el movimiento de los electrones no da lugar a un campo magnético en el material, pero en ciertas condiciones los movimientos pueden alinearse y producir un campo magnético total medible.

El comportamiento magnético de un material depende de la estructura del material y, particularmente, de la configuración electrónica.

Historia
Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por los antiguos griegos. Se dice que por primera vez se observaron en la ciudad de Magnesia del Meandro en Asia Menor, de ahí el término magnetismo. Sabían que ciertas piedras atraían el hierro, y que los trocitos de hierro atraídos atraían a su vez a otros. Estas se denominaron imanes naturales.

El primer filósofo que estudió el fenómeno del magnetismo fue Tales de Mileto, filósofo griego que vivió entre 625 a. C. y 545 a. C.1 En China, la primera referencia a este fenómeno se encuentra en un manuscrito del siglo IV a. C. titulado Libro del amo del valle del diablo: «La magnetita atrae al hierro hacia sí o es atraída por este».2 La primera mención sobre la atracción de una aguja aparece en un trabajo realizado entre los años 20 y 100 de nuestra era: «La magnetita atrae a la aguja».

El científico Shen Kua (1031-1095) escribió sobre la brújula de aguja magnética y mejoró la precisión en la navegación empleando el concepto astronómico del norte absoluto. Hacia el siglo XII los chinos ya habían desarrollado la técnica lo suficiente como para utilizar la brújula para mejorar la navegación. Alexander Neckam fue el primer europeo en conseguir desarrollar esta técnica en 1187.

Peter Peregrinus de Maricourt, fue un estudioso francés del siglo XIII que realizó experimentos sobre magnetismo y escribió el primer tratado existente para las propiedades de imanes. Su trabajo se destaca por la primera discusión detallada de una brújula. El cosmógrafo español Martín Cortés de Albacar, formado en Zaragoza y en la escuela de pilotos de Cádiz, descubrió y situó el polo magnético en Groenlandia en 1551 para los navegantes españoles e ingleses (su libro fue traducido y muy reimpreso en Inglaterra) facilitando así considerablemente la navegación. Galileo Galilei y su amigo Francesco Sagredo se interesaron en el magnetismo engastando un buen trozo de roca magnética de más de kilo y medio en un bello artilugio de madera; la magnetita se disponía de tal manera que, a modo de imán, atraía una bola de hierro de casi cuatro kilos de peso; pero la falta de aplicaciones prácticas y económicas del invento desalentó más experimentación por parte de estos destacados científicos italianos.3 En 1600 el médico y físico William Gilbert publicó en Londres su obra De magnete, magneticisque corporibus, et de magno magnete tellure; Physiologia noua, plurimis & argumentis, & experimentis demostrata (“Sobre el imán y los cuerpos magnéticos y sobre el gran imán la Tierra”), para abreviar citado como De magnete, que estableció las bases del estudio profundo del magnetismo consignando las características y tipologías de los imanes y realizando todo tipo de experimentos cuidadosamente descritos. Observó que la máxima atracción ejercida por los imanes sobre los trozos de hierro se realizaba siempre en las zonas llamadas “polos” del imán. Clasificó los materiales en conductores y aislantes e ideó el primer electroscopio. Descubrió la imantación por influencia y fue el primero en apercibir que la imantación del hierro se pierde al calentarlo al rojo. Estudió la inclinación de una aguja magnética concluyendo que la Tierra se comporta como un gran imán.

El conocimiento del magnetismo se mantuvo limitado a los imanes hasta que en 1820 Hans Christian Ørsted, profesor de la Universidad de Copenhague, descubrió que un hilo conductor sobre el que circulaba una corriente que ejercía una perturbación magnética a su alrededor, que llegaba a poder mover una aguja magnética situada en ese entorno.4 Muchos otros experimentos siguieron con André-Marie Ampère, Carl Friedrich Gauss, Michael Faraday y otros que encontraron vínculos entre el magnetismo y la electricidad. James Clerk Maxwell sintetizó y explicó estas observaciones en sus ecuaciones de Maxwell. Unificó el magnetismo y la electricidad en un solo campo, el electromagnetismo. En 1905, Einstein usó estas leyes para comprobar su teoría de la relatividad especial, en el proceso mostró que la electricidad y el magnetismo estaban fundamentalmente vinculadas.

La física del magnetismo
Campos y fuerzas magnéticas
El magnetismo es ejercido por un campo magnético, por ejemplo, una corriente eléctrica o un dipolo magnético crea un campo magnético, este al girar imparte una fuerza magnética a otras partículas que están en el campo.

Para una aproximación excelente (pero ignorando algunos efectos cuánticos, véase electrodinámica cuántica) las ecuaciones de Maxwell simplifican la ley de Biot-Savart en el caso de corriente constante) describen el origen y el comportamiento de los campos que gobiernan esas fuerzas. Por lo tanto el magnetismo se observa siempre que partículas cargadas eléctricamente están en movimiento. Por ejemplo, del movimiento de electrones en una corriente eléctrica o en casos del movimiento orbital de los electrones alrededor del núcleo atómico. Estas también aparecen de un dipolo magnético intrínseco que aparece de los efectos cuánticos, por ejemplo del spin de la mecánica cuántica.

Unidades
Unidades del SI relacionadas con el magnetismo
Tesla [T] = unidad de campo magnético.
Weber [Wb] = unidad de flujo magnético.
Amperio [A] = unidad de corriente eléctrica, que genera campos magnéticos.
Otras unidades
gauss, abreviado como G, es la unidad CGS de inducción magnética (B).
Oersted, es la unidad CGS de campo magnético.
Maxwell, es la unidad CGS de flujo magnético.

Estructura del diamante.

Física atómica y molecular

Espectro electromagnético.

Un electroscopio usado para medir la carga eléctrica de un objeto.

                                            

Michael Faraday                                       James Clerk Maxwell

Ferrofluido que se agrupa cerca de los polos de un magneto poderoso.

https://es.wikipedia.org/wiki/Computaci%C3%B3n_cu%C3%A1ntica

Imán.

Un imán es un cuerpo o dispositivo con un magnetismo significativo, de forma que atrae a otros imanes y/o metales ferromagnéticos (por ejemplo, hierro, cobalto, níquel y aleaciones de estos). Puede ser natural o artificial.

Los imanes naturales mantienen su campo magnético continuo, a menos que sufran un golpe de gran magnitud o se les aplique cargas magnéticas opuestas o altas temperaturas (por encima de la Temperatura de Curie).

Etimología
Del griego, adamas, adamantos (diamante, acero) de «a» (privativa, prefijo de contrariedad o de negación) y damao (quemar). Fig. piedra dura que no se puede o no se debiera quemar, calentar, pues los griegos debieron conocer que el calor destruye el magnetismo.

El cronista Gonzalo Fernández de Oviedo relata su uso y diversos nombres en el siglo XVI:

Las agujas de marear están cebadas y compuestas con la virtud y medio de la «piedra calamita» (que vulgarmente en castilla llamamos piedra «yman») de la cual y de sus propiedades hacen gran mención los naturales y la nombran por diversos nombres: porque de más de dos que he dicho la llaman «magnete, ematite siderita y heraclion», es de diversas especies o géneros esta piedra, una es más fuerte que otra y no todas las calamitas son de un color y la mejor de todas es la de ethiopia, la que se vende a peso de plata. (Escrito en 1535) 

https://es.wikipedia.org/wiki/Im%C3%A1n

(wikipedia)



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