Científicos hicieron explotar laboratorio con un campo magnético

Los investigadores de la Universidad de Tokio crearon el campo magnético más fuerte jamás registrado en un espacio interior.

Estados Unidos – A principios de este año, investigadores de la Universidad de Tokio crearon accidentalmente el campo magnético controlable más fuerte de la historia y volaron las puertas de su laboratorio en el proceso.

Como se detalla en un artículo publicado recientemente en Review of Scientific Instruments, los investigadores produjeron el campo magnético para probar las propiedades del material de un nuevo sistema generador. Esperaban alcanzar una intensidad del campo magnético de alrededor de 700 teslas, pero la máquina produjo un pico de 1.200 teslas. (En comparación, un imán de refrigerador tiene aproximadamente 0,01 teslas)

Es el campo magnético más fuerte jamás generado en un ambiente interior controlado, pero no es el más fuerte producido en la historia. Ese honor pertenece a los investigadores rusos que crearon un campo magnético de 2.800 teslas en 2001.

Tanto en los experimentos japoneses como en los rusos, los campos magnéticos se generaron utilizando una técnica llamada compresión electromagnética de flujo. Esta técnica causa un breve aumento en la fuerza del campo magnético al "exprimirlo" rápidamente a un tamaño más pequeño. El método ha existido desde la década de 1940, pero anteriormente dependía del uso de grandes cantidades de TNT para generar una explosión lo suficientemente potente como para comprimir el campo magnético. El inconveniente es que sólo se podía hacer una vez en vista de que la explosión destruía el equipo. Además, era difícil reproducir y controlar la explosión.

En lugar de utilizar TNT para generar su campo magnético, los investigadores japoneses depositaron una cantidad masiva de energía —3,2 megajoules— en el generador para causar un campo magnético débil producido por una bobina pequeña que se comprime rápidamente a una velocidad de aproximadamente 32.186 kilómetros por hora. Esto implica alimentar 4 millones de amperios de corriente a través del generador, que supera miles de veces a un rayo. Cuando esta bobina se comprime a su menor tamaño posible, rebota. Esto produjo una poderosa onda de choque que destruyó la bobina y gran parte del generador.

Para protegerse de la onda de choque, los investigadores japoneses construyeron una jaula de hierro para el generador. Sin embargo, sólo la construyeron para soportar alrededor de 700 teslas, por lo que la onda de choque de 1,200 teslas terminó por destruir la puerta del recinto.

"No esperaba que fuera tan alto", dijo Shojiro Takeyama, físico de la Universidad de Tokio, a IEEE Spectrum. "La próxima vez construiré un recinto más fuerte".

Según los investigadores, este experimento no sólo proporciona información sobre cómo responden los diferentes materiales a los campos magnéticos fuertes, sino que también puede encontrar aplicaciones en la búsqueda para producir energía de fusión. Muchos de los principales diseños de reactores de fusión requieren la aplicación de campos magnéticos fuertes de miles de teslas durante cortos períodos de tiempo, un requisito que, según los investigadores, fue "increíblemente similar" a lo que habían producido.

Después de realizar algunos ajustes en el generador y reconstruir la jaula de hierro, los investigadores planean bombear 5 megajoules de energía al generador la próxima vez, lo que debería ser equivalente a cerca de 1.500 teslas.

"Hace sólo 40 años, los campos magnéticos del orden de 1.000 teslas únicamente se presentaban en sistemas extremadamente complicados y, a veces, poco fiables, impulsados por explosivos, sin el sofisticado nivel de control", concluyeron los investigadores en su estudio. "Por lo tanto, se puede decir sin ninguna duda que los resultados actuales representan el comienzo de una nueva era en la búsqueda de producir y utilizar campos magnéticos ultra altos para estudios de estado sólido, así como para experimentos relacionados con la fusión de plasma".

Publicado originalmente en VICE.com