Usan el material más frío para medir los campos magnéticos más débiles

Los magnetómetros miden la dirección, la intensidad o los cambios relativos de los campos magnéticos, en un punto concreto del espacio y el tiempo. Empleados en muchas áreas de investigación, los magnetómetros pueden ayudar a los médicos a ver el interior de un cerebro en funcionamiento, oa los arqueólogos a encontrar objetos antiguos sepultados bajo tierra sin tener que excavar en el suelo.

Algunos campos magnéticos de gran interés, por ejemplo, los producidos por el cerebro, son extraordinariamente débiles y, por tanto, se necesitan magnetómetros con una sensibilidad enorme para detectarlos. Tal fin, se han inventado muchas tecnologías exóticas. Hasta ahora, sin embargo, la sensibilidad de todas estas tecnologías se ha estancado más o menos en el mismo nivel, lo que significa que algunas señales magnéticas han estado fuera de su alcance por ser demasiado débiles.

Fue hacia 1980, cuando los sensores magnéticos superconductores alcanzaron un nivel de resolución que desde entonces no había podido ser superado y que en muchos aspectos se ha llegado considerando un límite infranqueable.

Un equipo internacional que incluye, entre otros, a Silvana Palacios del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) en Castelldefels, Barcelona, ​​Cataluña, España, y Roberto Zamora, de la Universidad Aalto en Finlandia, ha ideado un novedoso magnetómetro que por primera vez consigue una resolución que supera ampliamente este límite.

El equipo extrajo un condensado de Bose-Einstein para crear el nuevo sensor. Este condensado estaba formado por átomos de rubidio, enfriados a temperaturas de tan solo unos nanogrados por encima de la temperatura más baja que permiten las leyes de la física (el Cero Absoluto). Este descenso de temperatura se mejora por enfriamiento evaporativo en un vacío casi perfecto. Se minimizó el efecto de la gravedad con la ayuda de una trampa óptica.

Silvana Palacios y Simon Coop, ambos del ICFO y coautores del estudio, trabajando en un experimento relacionado con el nuevo estudio. (Foto: ICFO.  CC BY-NC )

A estas temperaturas ultrafrías, los átomos forman un superfluido magnético que responde a los campos magnéticos del mismo modo que la aguja de una brújula normal, aunque en este caso la “aguja” puede reorientarse sin fricción ni viscosidad. Por ello, un campo magnético extraordinariamente débil puede bastar para hacer que el condensado se reoriente, lo que permite detectar dicho campo. Los investigadores han obtenido con este magnetómetro de condensado de Bose-Einstein alcanzar una resolución 17 veces mejor que cualquier tecnología anterior.

Palacios y sus colegas han publicado el pasado 8 de febrero los detalles técnicos de su innovación en la revista académica PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences). (Fuente:  NCYT de Amazings )