Para comenzar debemos saber que es el magnetismo la cual se define como:

Existe en la naturaleza un mineral llamado magnetita o piedra imán que tiene la propiedad de atraer el hierro, el cobalto, el níquel y ciertas aleaciones de estos metales. Esta propiedad recibe el nombre de magnetismo. 

HISTORIA DEL MAGNETISMO 

Grandes personas que tienen una gran relevancia mencionan aspectos propios que tienen sobre el magnetismo.

 El nombre de magnetita viene de la ciudad magnesia de Asia menor. y fueron los griego los primeros que tienen testimonios escritos sobre este mineral empezando con Tales de Mileto que describía a la magnetita con propiedades de atraer al hierro.

También Sócrates hablaba de este mineral de color negro explicando ya entonces el fenómeno de inducción magnética.

A la civilización china se les imputa dos hechos relevantes: el descubrimientos del campo magnético terrestre y la invención de la brújula.

Los fenicios utilizaron largamente la brújula en sus viajes comerciales en sus naves.

Cristóbal Colón utilizó la brújula en su viaje al nuevo mundo describiendo cómo la aguja imantada no marca exactamente el norte geográfico sino que existe una “desviación magnética”

Por este hecho quizás sea colon el personaje hispánico más mencionado en los manuales de física.

Oersted describió cómo el paso de la corriente eléctrica a través de un cable conductor desviaba la aguja imantada de una brújula en dirección perpendicular al cable conductor.

Mostrando la existencia de una relación entre electricidad y magnetismo, a partir de este momento aparecería una nueva disciplina; el electromagnetismo.

Ampere explicó que dos corrientes eléctricas con la misma dirección y en hilos paralelos se atraen, mientras que si son de direcciones opuestas se repelen.

Faraday observó que siempre que el imán o la bobina estuvieran en movimiento; se genera corriente eléctrica, fenómeno que posteriormente llamaríamos corriente inducida ; a la vez que vislumbró las líneas de fuerza magnética al esparcir limadura de hierro en un papel colocado sobre un imán.

Avances a través de la historia 

ALEACIONES Y COMPUESTOS CRISTALINOS

Una de las ramas importantes del magnetismo se ocupa de los efectos que influyen en la estructura y formación de dominios magnéticos tanto en bulto como en películas delgadas. En forma específica, del comportamiento de materiales magnéticos granulares que no contengan dominios, sino que sean dominios únicos.

Esto es muy importante, ya que sus propiedades son más fáciles de entender. Cuando se dice que un material es magnética-mente duro significa que las partículas que lo componen son muy anisotrópicas y, por lo tanto, que su rotación se dificulta. De esta manera, una gran cantidad de materiales como rocas, magnetita, etc., han sido investigados y utilizados sobre todo en medios de grabación magnética.

Existe un gran interés por estudiar aleaciones compuestas por materiales magneto elásticos especiales que tengan aplicaciones en sellos métalo-vidriosos, tubos de guía de onda, etc. La cancelación que ocurre entre la expansión térmica positiva de la mayoría de los materiales y la contribución magnética negativa origina que en aleaciones llamadas invar (como fierro-níquel) expansión térmica sea casi nula. Otras aleaciones como níquel-platino, que es cristalina, y fierro-boro, que es amorfa, muestran una gran potencialidad para aplicaciones como las arriba mencionadas.

Otra aplicación de aleaciones magnéticas amorfas proviene de que se necesitan materiales magnéticos a los se les pueda cambiar su dirección de magnetización con poco gasto de energía. Estos materiales encuentran su uso en transformadores y se necesitan para minimizar pérdidas por calor. En aleaciones magnéticas producidas por templado rápido y de composición fierro-níquel metaloide (como silicio, bario, etc.) se minimiza la formación de anisotropías de los dominios magnéticos y el material es magnética-mente más suave.

FERRO FLUIDOS

La idea de crear un fluido coloidal con propiedades ferromagnéticas surgió en los años sesenta. Estos fluidos consisten en partículas finamente divididas de magnetita o cobalto suspendidas en un medio aceitoso, como el kerosene (véase Figura 29). Para evitar que estas partículas se unan y el coloide se coagule, se adiciona un tenso activó o agente dispersarte como el ácido oleico. Las partículas deben ser pequeñas, del orden de 100 Ångströms. Estas partículas rodeadas de tenso activó interactúan entre sí como si fueran esferas duras que llevaran un dipolo magnético. De esta forma el coloide tiene propiedades muy interesantes cuando se le coloca en un campo magnético

Este coloide, además de poseer las formas de energía inherentes a todo flujo: energía de presión, energía cinética y energía gravitacional, tiene una energía ferromagnética al interactuar con un campo magnético. La suma de estas energías es constante, según lo demostró Bernoulli en 1738. El juego de todas estas energías permite una serie de útiles aplicaciones. Por ejemplo, la interacción entre magnetismo y presión puede ser utilizada para diseñar un tapón magnético en un tubo que une los recipientes con gas a distintas presiones. Un tapón hecho con fluido normal se movería hasta que las presiones quedaran equilibradas. Un ferro fluido se mantiene en su posición enfocando un campo magnético, ya que si el tapón se mueve un poco hacia la región de baja energía, la fuerza magnética lo detendrá. Al ser la energía cinética y gravitacional constantes, el decremento de la energía debido a la presión debe ser compensado por un aumento de energía magnética y viceversa. Estos sellos se utilizan cuando un eje rotante debe pasar por un compartimiento herméticamente cerrado. Esta fue la primera aplicación de los ferros fluidos y posteriormente ha sido aplicada a láseres de gas. También se han diseñado sellos en etapas múltiples, que pueden resistir presiones 60 veces mayores a la atmosférica.

Una variante del sello ferro fluídico de presión se ha empleado en el diseño de bocinas. En la mayoría de éstas, el elemento más importante es una bobina cilíndrica, ajustada en un magneto permanente con un hueco que le permite moverse. El calor producido en el alambre puede ser disipado mejor si se coloca un líquido en el hueco en lugar de aire. Un fluido ferromagnético no se caerá, pues el campo magnético lo sostendrá.

Otra de las aplicaciones importantes de los ferros fluidos es su utilización en procesos de separación de materiales que difieren en su densidad. Los métodos ordinarios de separación utilizan líquidos pesados, pero son tóxicos y no pueden flotar substancias de alta densidad.

La levitación magnética puede hacerlo y de hecho se usa para levitar partes no ferrosas de autos, en la incineración de desperdicios sólidos, etc. Si uno coloca una esfera no magnética dentro de un ferro fluido menos denso, ésta se irá al fondo. Sin embargo, al colocar los polos iguales de dos imanes arriba y abajo del ferro fluido respectivamente, la esfera sube hacia el centro del recipiente que contiene el ferro fluido y allí se queda. Esto se debe a que la suma de la energía magnética y de presión es constante. Una variante del sistema es la levitación de un objeto magnético. Aquí el campo es proporcionado por el objeto mismo. Recientes aplicaciones de esto incluyen la separación de diamantes de la arena y la guía de taladros de perforación petrolera con un acelerador subterráneo en el cual la masa sensible es levitada en un ferro fluido.

Los ferros fluidos también han hallado aplicación en impresión de tinta por chorro, magnetocalórica control de caratulas alfa-numéricas, etc. El desarrollo potencial de una máquina  que utilice como fluido de trabajo un ferro fluido es una fascinante posibilidad.

RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR

Si un núcleo atómico que posee espín es colocado en un campo magnético fuerte, su momento magnético procesa alrededor de la dirección del campo. La componente del momento en el eje definido por el campo está cuantificada, o sea, toma solamente valores discretos. De esta manera, sólo ciertas energías son permitidas. Al pasar de un estado de energía a otro el núcleo radia a ciertas frecuencias. En 1946, Purcell y Bloch desarrollaron la resonancia magnética nuclear (RMN) aprovechando este hecho. Esos investigadores utilizaron un transmisor de radiofrecuencia para producir un campo electromagnético oscilante que induce transiciones entre los diversos niveles de energía de los núcleos de una muestra. Esto ocurre cuando, por un efecto de resonancia, la frecuencia del campo oscilante iguala a la frecuencia de transición entre estos niveles (frecuencia de Larmor), la cual depende tanto del momento magnético de núcleo como del campo magnético en el núcleo.

Al incidir el campo oscilante, la muestra absorbe energía del mismo y un gran número de núcleos se encuentran en niveles de energía más alta que en su estado de equilibrio. El sistema tiende a regresar a estados de energía más baja, no sólo emitiendo radiación, sino por medio de procesos de relajamiento no radiactivos.

Esto significa en términos semiclásicos que la precisión tiende a decaer. Cuando esto sucede, la fuerza electromotriz inducida produce una señal que es amplificada y detectada. Para obtener información de la posición espacial de las partes de la muestra, el campo aplicado debe poseer un gradiente que dé origen a una modulación de la frecuencia de respuesta. Al variar el gradiente se genera la respuesta como función del vector de onda de la señal RMN en dos o tres dimensiones. Al transformar esta señal al espacio real se obtienen imágenes.

Ahora bien, los tejidos tienen la misma densidad de hidrógeno, que es el núcleo al cual se aplica la RMN. Por lo tanto, no se obtendría mucha información si los tiempos de relajamiento de la señal no dependieran de otros factores. Se ha encontrado, sin embargo, que estos tiempos dependen de factores químicos y físicos que varían de tejido a tejido. Existen de hecho dos tiempos de relajamiento. El primero, llamado T1, está relacionado con el restablecimiento del equilibrio térmico de los espines excitados con el resto del cuerpo. El segundo, T2, que es más pequeño, se relaciona con procesos que contribuyen a la pérdida de coherencia de fase entre los diversos espines del sistema. Seleccionando secuencias de pulsos de excitación y escogiendo tiempos de relajamiento adecuados, se puede modular la intensidad de la señal RMN que depende de estos factores físicos y químicos y así obtener información invaluable. Parece factible que se puedan observar cambios en la frecuencia de Larmor que resultan de cambios en el medio químico del tejido, con lo que se puede obtener información acerca de procesos metabólicos. De esta forma la señal RMN permite estudiar tejidos desde diversos puntos de vista. Esto complementa otras técnicas radiográficas. Por ejemplo, la tomografía computarizada es muy sensible a detalles de morfología, aunque no hace distinciones entre un sujeto vivo o un cadáver. La RMN será vital en el futuro para estudiar la fisiología y las propiedades funcionales del cuerpo. Otra de sus incipientes aplicaciones es el estudio del flujo de fluidos en rocas porosas, conocimiento vital en la recuperación terciaria de petróleo. Es previsible que el costo de los aparatos de RMN disminuya con el advenimiento de materiales superconductores de alta temperatura crítica.

A continuación veremos una línea del tiempo que menciona a unos personajes sobre las acontecimientos relevantes 

Realizado por:
Patricia Vivar Perez
Frida Fernanda Perez Picazo