Investigadores de la Universidad de Yale han producido una aleación para estudiar las propiedades magnéticas de los líquidos conductores, como se muestran en los núcleos de planetas y estrellas.

“Podemos reproducir algunos de los fenómenos observados en planetas y estrellas con este material”, dijo en un comunicado Eric Brown, profesor asistente de ingeniería mecánica y ciencia de materiales en Yale y autor principal de un estudio publicado en la revista Physical Review Fluids.

El nuevo material está hecho de una aleación de indio y galio (eGaIn) con varias partículas suspendidas en su interior. Cuando fluye, su capacidad de generar o modificar campos magnéticos es hasta cinco veces mayor que la del metal líquido puro.

Eso, junto con un aumento significativo en la conductividad eléctrica, significa que los investigadores pueden utilizar el material para estudiar los efectos de la magnetohidrodinámica (MHD), las propiedades magnéticas de los líquidos conductores usualmente sólo observables en los núcleos de planetas y estrellas.

Un desafío de suspender partículas en metales líquidos es que el aire oxida la piel de los metales, manteniendo las partículas en la superficie. Los investigadores obtuvieron alrededor de esto sumergiendo el metal líquido en una solución ácida, que elimina y previene la oxidación.

El descubrimiento podría tener beneficios para la geofísica, astrofísica y otros campos que exploran la dinámica del campo magnético de la Tierra, que es generada por el metal líquido que fluye en el núcleo.

Este campo magnético crea una corriente eléctrica dentro de la Tierra y bloquea la radiación del espacio. Teniendo en cuenta la amplia gama de aplicaciones potenciales del material, los investigadores desarrollaron un protocolo detallado para asegurar que otros laboratorios pudieran reproducir sus resultados.

Uno de los posibles usos del material es el estudio de los giros del polo magnético, cuando los polos norte y sur de la Tierra se revierten. No sucede a menudo -en promedio, ocurren una vez cada pocos cientos de miles de años- pero los efectos del interruptor geomagnético pueden ser devastadores al levantar temporalmente la barrera que protege la radiación del espacio. Algunos científicos creen que estos eventos han causado una serie de extinciones de especies en la Tierra.

Con el material, dijo Carle, los investigadores pueden “crear una Tierra más pequeña” y explorar estos fenómenos y potencialmente hacer mejores predicciones sobre las inversiones de polos y otros efectos del campo magnético. Los intentos de recrear el campo magnético de la Tierra se han intentado en otros laboratorios, pero con éxito limitado. La mayoría implica el uso de sodio líquido altamente explosivo, que requiere modelos muy grandes.

“La gente ha probado estas grandes cámaras de flujo de hasta tres metros de ancho, llenas de sodio líquido y girando como una Tierra en miniatura”, dijo Brown.   Con el material que los investigadores de Yale han desarrollado, los científicos pueden crear modelos potencialmente tan pequeños como 20 centímetros cuadrados para recrear los fenómenos de campos magnéticos. Además de ser mucho más fácil de trabajar, el material permite a los usuarios ajustar su viscosidad y niveles de magnetismo para adaptarse mejor a sus propias investigaciones y aplicaciones.

“Así que podrían ver resultados que no se podía obtener con el sodio líquido, o incluso observar fenómenos MHD completamente diferentes”, dijo Carle.

Debido a que estos efectos se pueden crear en una escala tan pequeña, el material también podría conducir a la creación de nuevos dispositivos. “Se puede imaginar a la gente que viene con aplicaciones que usan estos fenómenos MHD en laboratorios e industriales”, dijo Brown.

Fuente: Agencia Europa Press