Ciencia Kanija

El físico de la Universidad de Chicago Thomas Rosenbaum, con el refrigerador de disolución de helio en su laboratorio, donde observa el comportamiento cuántico de materiales enfriados a temperaturas casi al cero absoluto. (Imagen: Dan Dry)

Científicos de la Universidad de Chicago han descubierto cómo los sensores magnéticos hacen que sea posible operar a las altas temperaturas que requerirán los motores cerámicos en coches y aviones del futuro para operar a una eficiencia mayor que la tecnología actual de combustión interna.

La clave para fabricar los sensores implica muestras ligeramente diluidas de un material semiconductor bien conocido, conocido como antimónido de indio, que es valorado por su pureza. Thomas Rosenbaum de Chicago y su socio Jingshi Hu, ahora en el Instituto Tecnológico de Massachusetts, han publicado su fórmula en el ejemplar de septiembre de la revista Nature Materials.

La mayor parte de los sensores magnéticos funcionan detectando cómo los campos magnéticos alteran el camino de un electrón. Los sensores convencionales pierden su capacidad cuando están sujetos a temperaturas que alcanzan los cientos de grados. No sucede así en los magnetosensores de antimónido de indio que Rosenbaum y Hu desarrollaron con apoyo del Departamento de Energía de los Estados Unidos.

“Este sensor sería capaz de funcionar en ese tipo de temperaturas sin ninguna degradación”, dijo Rosenbaum, Profesor Distinguido John T. Wilson en Física.

La investigación de Rosenbaum normalmente se centra en las propiedades de los materiales observadas a nivel atómico cuando se les somete a temperaturas cercanas al cero absoluto (-273 grados C). Hace más de una década, lideró un grupo de científicos en experimentos que implicaban seleniuro de plata y teluriudo de plata, dos materiales que no exhiben respuesta magnética abajas temperaturas. Pero cuando el equipo introdujo una diminuta cantidad de plata (una parte en 10 000) a los materiales, su respuesta magnética se disparó.

En el seleniuro de planta y el teluriudo de plata, la respuesta magnética desaparece a temperatura ambiente, lo cual limita sus aplicaciones tecnológicas. Pero Rosenbaum y Hu ahora han usado dos métodos para recrear el efecto a unas temperaturas mucho mayores en el antimónido de indio. Desordenando el material – simplemente moliéndolo y fusionándolo con calor — se produce el efecto. De la misma forma que introducir impurezas de sólo unas pocas partes por millón.

“Lo que es genial de esto es que, primero, es un fenómeno inesperado; y segundo, es muy útil”, dijo el físico de la Universidad de Cambridge, Peter Littlewood. “Normalmente, para crear grandes efectos, tienes que tener muestras puras”.

Antes de los últimos experimentos de Rosenbaum y Hu, dos teorías rivalizaban por explicar el efecto. En 2003, Littlewood y Meera Parish, ahora profesor de posdoctorado en el Centro Princeton de Física Teórica, explicaron el efecto usando la física clásica, las leyes de la naturaleza que gobiernan la física por encima de la escala atómica. El galardonado con el Premio Nobel Alexei Abrikosov del Laboratorio Nacional Argonne ideó una explicación basándose en la física cuántica, la física dominantes a escalas ultrapequeñas.

“Hemos demostrado que ambas teorías funcionan, sólo que a distintos regímenes”, dijo Rosenbaum.

Littlewood reconoció la secuencia de eventos como un ejemplo de cómo debería trabajar la ciencia. “Se produce el descubrimiento de un resultado. Hay una teoría sobre esto. Se realizarán posteriores experimentos para comprobar la teoría. Se trabaja y esto genera otra idea, y pasas de una a otra”, dijo Littlewood. “Así es como nos gusta describir el progreso científico. Uno es raramente lo suficientemente afortunado de hacer esto a lo largo de un largo periodo”.

Esta entrada fue escrita el Miércoles, 24 de septiembre de 2008 a las 4:17 pm y archivada en Fí­sica, Materiales, Quí­mica, Tecnologí­a. Puedes seguir cualquier respuesta a esta entrada a través del feed RSS 2.0. Puedes dejar una respuesta, o trackback desde tu propio sitio web.