El magnetismo: la fuerza invisible que viene del giro de los electrones

Todos los materiales esconden magnetismo… casi todos lo niegan

Pega un imán al refrigerador y parecerá un objeto exótico, una rareza de la naturaleza. En realidad el magnetismo está en todo: cada electrón de cada átomo de tu cuerpo es un imán diminuto. Lo que ocurre es que en casi todos los materiales los imanes internos apuntan en direcciones distintas y se cancelan entre sí, como un equipo cuya porra corea cada quien su canción. Un imán permanente es algo casi milagroso y muy simple: un material donde muchísimos electrones se ponen de acuerdo y apuntan parejo. ¿Por qué el hierro sí puede ponerse de acuerdo y la madera no? Piensa: ¿qué tendrían que hacer los imanes internos de un clavo para que el clavo se volviera imán?

Mientras ves el video, ten presente esta pregunta: ¿por qué un imán calentado o golpeado fuerte puede dejar de serlo?

Lo importante

El electrón es, por donde se le vea, un imán diminuto: tiene una propiedad cuántica llamada espín —que se comporta como si girara sobre sí mismo— y, además, orbita el núcleo; ambas cosas generan su campo magnético minúsculo. En la mayoría de los átomos los electrones van en pares de espines opuestos que se cancelan, y por eso la madera, el agua o el plástico no son magnéticos por más imanes que se les acerque. El hierro es distinto: tiene electrones desemparejados que no con quién cancelarse, y en ciertos estados el material se organiza en dominios —regiones donde billones de átomos apuntan parejo—. Un clavo normal tiene sus dominios bien alineados pero apuntando cada grupo a donde quiere: magnetizado en total, cero. Frotarlo con un imán o meterlo en una bobina con corriente es convencer a los dominios de ponerse de acuerdo; en el acero, esa alineación se queda cuando se retira el estímulo: nace un imán permanente.

La segunda gran idea es que magnetismo y electricidad son el mismo fenómeno visto de dos lados, un descubrimiento que empezó cuando Oersted notó que una aguja de brújula se desviaba cerca de un cable con corriente. Una corriente produce campo magnético; un campo magnético que cambia produce corriente —y en ese vaivén viven generadores, motores, transformadores, discos duros y cargadores inalámbricos: casi toda la electricidad que usamos se genera girando imanes junto a cables—. Y el campo de la Tierra, que hace funcionar la brújula y alimenta la aurora boreal, sale de algo parecido a una dinamo: hierro líquido en movimiento en el núcleo del planeta. Romper un imán no separa sus polos, como muchos esperan: cada pedazo se convierte en un imán completo con su norte y su sur, porque nadie ha encontrado jamás un monopolio magnético suelto: partir y partir, el par se rehace.