¡NO! Así no podemos avanzar, que nos dejen libres para pensar. La creatividad del pensamiento tiene que estar sólo supeditada al libre albedrío de cada cual. Así ha estado avanzando el mundo desde que…tenemos noticias de todas aquellas civilizaciones que fueron y que, expresaron sus ideas para que nosotros, muchos años más tarde, las pudiéramos desarrollar. Sin aquellos conocimientos no serían posibles éstos.

Qué verdad es, nunca te acostarás sin aprender algo nuevo. Aquí, en este mismo lugar, ocurre eso con frecuencia y, de vuestros comentarios he obtenido a veces conclusiones en las que, por mí mismo, no habría pensado. Como se suele decir, cuatro ojos ven más que dos.

Por ejemplo, en el trabajo que denominé  ¿Qué haríamos sin la Física?, aparte de otras muchas intervenciones, me llamó la atención la de Fandila (14.2.1) en la que se refiere a la fotónica y la cuántica y llega a preguntarse si no debería llamarse “cuantónica”. Kike (14.2.1.1) que entabla el diálogo con él, lleva la conversación al campo del avance de la Ciencia a la que compara con la evolución de las especies. Ambos llevan su parte de razón.

Muchos de los problemas que surgen en campos de la Física moderna han sido abordados mediante su modelado e implementación en ordenadores, donde hay aplicaciones que requieren una enorme capacidad de cálculo. Prácticamente en todas las disciplinas de la Física se requiere obtener soluciones a problemas que consisten en la optimización de funciones en un determinado espacio de búsqueda. En otras palabras, muchas aplicaciones en Física consisten en solucionar problemas de optimización, que en numerosas ocasiones no se pueden abordar con herramientas matemáticas clásicas, debido a la complejidad del espacio de búsqueda, o de la función objetivo, o ambas cosas a la vez.

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Como es habitual, recibo en mi correo el Boletín de la Real Sociedad Española de Física. Entre otras muchas noticias, me ha llamado la atención una que dice:

“Europa construirá un acelerador tres veces mayor que el LHC.  Aunque el LHC seguirá funcionando por lo menos durante dos décadas más, Europa ya empieza a pensar en su sucesor: un enorme colisionador con una circunferencia de 100 km (frente a los 27 del LHC) y capaz de alcanzar una energía de 100 TeV, siete veces superior a los 14 TeV a los que puede llegar, como máximo, el LHC. Tras alcanzar el hito de detectar el bosón de Higgs, el LHC está apagado para llevar a cabo tareas de mantenimiento y no volverá a funcionar hasta 2015. El Modelo Estándar incluye a todos los componentes fundamentales de la materia ordinaria pero no dice nada de la materia oscura ni de la energía oscura. “Tenemos muchas esperanzas de que cuando el LHC funcione el año que viene a su máximo nivel de energía podamos tener un primer atisbo de lo que es la materia oscura. Y a partir de ahí determinar los objetivos del próximo gran colisionador”, dice Heuer, Director del CERN.”

Está bien que no dejemos de avanzar y sigamos buscando aquello que desconocemos. La Naturaleza esconde muchos secretos que tratamos de desvelar  y, la hipotética “materia oscura” es uno de ellos. Hablamos y hablamos sobre algo que no sabemos si será. Tampoco sabemos de que pueda estar conformada, de dónde surgió y por qué, si emite o genera fuerza gravitatoria no emite radiación. En fin, un misterio que sería bueno resolver.

¡100 TeV! ¡100 Km de diámetro!

Si cuando se acercaba la hora de puesta en marcha del LHC salieron múltiples organizaciones planteando protestas de todo tipo, incluso alguna se atrevió a decir que el Acelerador tenía tanta energía que crearía un agujero negro que se tragaría a la Tierra. ¿Qué dirán ahora del futuro Acelerador? Seguramente, habrá mucha más algarabía, protestas y un sin fin de manifestaciones de todo tipo. Sin embargo, el futuro… ¡Es imparable!

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Parece que toda la geometría del Universo es redonda, o, al menos, los objetos que en él se crean tienden a ser circulares, la energía que los mueve los hace girar spbre su centro y, ya sean lunas, planetas, estrellas, galaxias o agujeros negros… ¡Todos tienen la geometría circular!

“Aunque a grandes rasgos pueda parecernos que todas las estrellas, planetas y otros cuerpos celestes tienen una forma totalmente esférica, lo cierto es que les queda mucho para poder considerarse como tales.

Quizás en un principio lo fueron, pero las fuerzas centrífugas a las que se someten al girar sobre sí mismos les ha llevado a que sus regiones ecuatoriales se alejen del centro de rotación, dando lugar a cuerpos algo más anchos que altos; que, por lo tanto, no pueden considerarse como una esfera perfecta.

Sin embargo, un equipo de investigadores del Instituto Max Planck y la Universidad de Göttingen, acaba de descubrir una estrella que, en contra de todo pronóstico, aún conserva esa forma, considerándose el objeto más redondo creado por la naturaleza.”

Si nos centramos en objetos de la naturaleza y, más concretamente, del espacio exterior, nos encontramos con que no existen formas totalmente redondas debido a las fuerzas centrífugas a las que se someten algunos cuerpos celestes al girar sobre su propio eje.

Como resultado, la medida de los radios ecuatorial y polares será muy diferente, mostrando que no son totalmente esféricos, como se puede ver en la primera imagen superior.

Sin embargo, este objeto, cuyo descubrimiento ha sido publicado recientemente en Science Advances, sólo tiene una diferencia de 3 kilómetros, que pueden parecernos mucho si tenemos que hacerlos corriendo cuesta arriba y sin el calzado adecuado, pero son una nimiedad en comparación a los 1,5 millones de kilómetros que tiene de media el radio de la estrella, llamada Kepler 11145123.

Está claro que tener una imagen completa del Universo… ¡No podemos! Para eso tendríamos que salir de él, y, a mucha distancia tomar una fotografía del conjunto, y, de esa manera, podríamos tener una idea más completa de como es. Hago éste comentario porque, alguna vez, pude oír a un conferenciante cosmólogo referirse al “borde” del Universo.

Hablar del “borde” del Universo parece… arriesgado. Pienso que situado en la Tierra miro el horizonte allá a los lejos, ante mí sólo un inmenso espacio abierto que parece finalizar en esa línea que llamamos horizonte. Camino hacia él y nunca lo alcanzó, siempre se vislumbra a lo lejos, inalcanzable.

¿Pasará lo mismo con nuestro Universo que, al ser en su conjunto redondo, es “ilimitado” y nunca podremos alcanzar ese supuesto “borde” . Sin embargo, sabemos que nada es ilimitado, todo tiene un principio y un final, y, el Universo no puede ser una excepción.Si caminamos siempre en línea recta, llegará un momento en que saldremos del Universo, hacia otra parte, y, seguramente, nos podremos encontrar con otros universos que pertenecerán al mismo cúmulo que el nuestro.

¿Quién sabe la verdad? ¿Por qué nuestro Universo tiene que ser único? Si existen cúmulos de estrellas y de galaxias… ¿Por qué no de universos? Algunos estudios y observaciones aconsejan pensar que nuestro universo no está sólo. Otra cosa será poder demostrarlo con la actual tecnología.

De todas las maneras, me gusta imaginar más allá de lo que creemos que sabemos.

emilio silvera

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Cuentan que cuando a Heinrich Hertz le preguntaron sobre las posibles aplicaciones de su descubrimiento, que hoy conocemos como ondas de radio, respondió: “No tiene utilidad de ninguna clase”. Los científicos descubren, pero no están necesariamente obligados a adivinar las consecuencias de sus hallazgos; para sacar partido a la ciencia ya están los ingenieros y tecnólogos. Sin embargo, en ocasiones las ideas de éstos se nutren de otro estante de la biblioteca diferente del de las revistas científicas: el de la imaginación humana volcada en forma de profecía tecnológica, o lo que solemos llamar ciencia ficción.

¿Realmente los innovadores se inspiran en la ciencia ficción? “Trabajé en startups de alta tecnología durante diez años antes de escribir mi primera novela; leía sobre todo ciencia ficción y me ayudó a nutrir mi imaginación”, cuenta a EL ESPAÑOL el estadounidense A. G. Riddle, tecnólogo antes de convertirse en uno de los autores de ciencia ficción más pujantes del momento. Su trilogía The Origin Mystery ha vendido más de un millón de copias y actualmente se está llevando al cine, lo mismo que su novela más reciente, Departure.

 

 

    El Nautilus de Verne desbocó la imaginación de muchos jóvenes de aquella época

El caso de Riddle no es único; probablemente está en la mente de todos el de Julio Verne, a menudo considerado un profeta de la ciencia y la tecnología. Como se encargó de recordarnos la exposición celebrada este año en Madrid, el Nautilus de 20.000 leguas de viaje submarino sirvió de inspiración a Isaac Peral para crear su prototipo; hasta tal punto que el entonces presidente del Consejo de Ministros, Antonio Cánovas del Castillo, tachó al ingeniero de “Quijote” que había “perdido el seso leyendo la novela de Julio Verne”.

¿Qué ingeniero o tecnólogo no se ha sentido motivado por las historias de grandes clásicos como Verne, H. G. Wells, Ray Bradbury o Arthur C. Clarke, o por las grandes películas y series del género? “Conozco gente que trabaja en robótica que se inspiró leyendo ciencia ficción, y hay gente trabajando en la NASA que se ha inspirado leyendo a Clarke”, apunta a este diario Andy Sawyer, editor, crítico y administrador de la colección de la Fundación de Ciencia Ficción en la biblioteca de la Universidad de Liverpool, la mayor fuente de recursos del género en Reino Unido.

 

Inventos de papel

 

 

El joven atlético que era el héroe de aventuras fantásticas y hacía las delicias de los niños de mi juventud

 

Juan Miguel Aguilera, uno de los autores más importantes del panorama español de la ciencia ficción, señala a EL ESPAÑOL que la compañía Apple reconoció haberse inspirado en las tabletas de la película 2001: Una odisea del espacio para la creación de su iPad, y que incluso el diseño de los electrodomésticos y automóviles de los años 50 y 60 del siglo pasado debe su estilo a los cómics de Flash Gordon. Los viajes espaciales y los cohetes en las novelas de Wells, el GPS en los relatos de Clarke o la robótica y la inteligencia artificial en Asimov son ejemplos de avances que aparecieron imaginados en las páginas de la literatura antes de nacer en el mundo real, enumera Paul Levy, escritor e investigador de gestión de la innovación en la Universidad de Brighton (Reino Unido). “La mayoría de las grandes innovaciones fueron avanzadas antes por la ciencia ficción”, resume Levy a este diario.

Uno de los ejemplos más citados es el teléfono móvil, cuyos antecedentes se remontan al comunicador de Star Trek, incluso en el diseño de los terminales plegables que comenzó a popularizar Motorola. “Lo vieron en la serie y pensaron que era cool”, dice Sawyer; “aunque los teléfonos moviles en la ciencia ficción aparecieron antes, al menos en los años 50, en los personajes de las novelas para niños de Robert A. Heinlein”, precisa.

 

 

 

 

                                                     El capitán Kirk con un intercomunicador. E.E.

 

Y cómo no, ahí tenemos internet: Levy apunta que su precursor en la ficción fue La máquina se detiene(1909), el único relato de ciencia ficción que escribió el británico E. M. Forster, autor de Pasaje a la Indiay Una habitación con vistas. Aguilera añade otra anticipación de la red en el cuento Un lógico llamado Joe (1946), de Murray Leinster, mientras Sawyer señala que Neuromante (1984), de William Gibson, fue una guía para la creación del ciberespacio tal como hoy lo conocemos; “mucha gente que trabaja en tecnologías de internet y comunicaciones lo leyó en los 80 y pensó: ¡ESO es lo que queremos!”, dice.

La influencia de la ficción en la innovación no se restringe a la electrónica. La clonación de organismos, la ingeniería genética, la creación de tejidos y órganos o la nanotecnología también saltaron de las páginas y de la pantalla a la realidad. Uno de los ejemplos actuales más curiosos tiene su origen en la novela de Harry Harrison ¡Hagan sitio! ¡Hagan sitio! (1966), que presentaba una Tierra superpoblada cuyos habitantes se alimentaban con un producto compuesto por soja y lentejas llamado Soylent (SOY + LENTtils, o soja y lentejas).

 

 

 

Fotograma de la película Soylent. E.E.

 

Basándose en la idea, una compañía de Los Ángeles ha lanzado un Soylent real, un preparado líquido completo, saludable y barato que se presenta como alternativa sana a la llamada comida basura. Claro que en la versión cinematográfica de la novela, Soylent Green (Cuando el destino nos alcance), dirigida en 1973 por Richard Fleischer y protagonizada por Charlton Heston y Edward G. Robinson, el Soylent estaba en realidad fabricado con… restos humanos.

 

Inspiración mutua

 

Pero pese a todo lo anterior, los expertos advierten de que no siempre la realidad imita a la ciencia ficción, sino que la relación entre ambas es ambivalente. Para Sawyer, “a menudo algo se da a conocer a través de la ciencia ficción, pero sus raíces están en la ciencia y tecnología reales, sólo que el escritor conoce mejor lo que se está haciendo que el público en general”. Por ejemplo y regresando al caso de Verne y sus 20.000 leguas, el escritor, editor y profesor de la Universitat Politècnica de Catalunya Miquel Barceló recuerda que el autor francés se basó a su vez en un submarino creado por el estadounidense Robert Fulton, quien en 1805 presentó su invento a Napoleón Bonaparte. “Para más inri, ese submarino real llevaba el nombre de Nautilus”, cuenta Barceló a EL ESPAÑOL.

 

 

 

                                                         Cartel de la película de Disney. E.E.

 

Gracias a esa relación mutua entre la ciencia y la ficción, hoy estamos en el camino hacia las cámaras tan finas como una tarjeta de crédito, los motores moleculares, tatuajes adhesivos que vigilan nuestra salud 24 horas al día, miembros biónicos que se controlan con la mente o sistemas que permiten a los ciegos ver mediante sonidos. La realidad virtual ya es realidad real. Imprimimos en 3D. Los coches que se conducen solos ya están rodando por las calles. Existen prototipos que acercan a la realidad el tricorder de Star Trek, un escáner portátil para detectar enfermedades a distancia. Pronto saldrán al mercado dosmodelos de jetpacks, esos motores que se fijan a la espalda para volar como Iron Man. “No nos damos cuenta, pero ya vivimos en el futuro que imaginamos, aunque no llevemos trajes plateados ni tengamos coches voladores”, dice Aguilera.

                                              En la película El quinto elemento

Los coches voladores son precisamente una de las eternas promesas que nunca se cumplen. Aunque varias empresas trabajan en ello, el transporte aéreo personal se enfrenta a serios problemas de regulación, además de los puramente tecnológicos. Pero tal vez sean otras las innovaciones que transformarán nuestras vidas en los próximos años o décadas. Los expertos consultados por este diario destacan las energías renovables y baratas, los robots de ayuda personal, la conexión cerebro-máquina o incluso la clonación humana. Y no podía faltar la inteligencia artificial aplicada a lo cotidiano: “Aprenderá nuestros hábitos, se anticipará a nuestras necesidades, automatizará nuestros hogares y conducirá nuestros coches”, vaticina Riddle. “Guiará nuestra vida diaria”, resume el autor.

Precisamente esta especie de outsourcing de nuestra inteligencia abre uno de los caminos más intrigantes sobre lo nuevo que ha de venir. Más allá de los avances en el hardware, el manejo de los datos mediante algoritmos más avanzados es una de las áreas que revolucionarán la sociedad. El consultor de marketing Emil Kotomin dibuja un futuro en el que Floyd, nombre con el que bautiza a un hipotético robot personal inteligente, gobernará por entero nuestras vidas. Hasta tal punto que la publicidad ya no irá dirigida hacia nosotros, sino hacia Floyd, dado que él tomará las decisiones sobre qué consumimos, una vez que conozca nuestros gustos. Será, augura Kotomin, la nueva era del “marketing de máquina a máquina”.

“La creación de una máquina pensadora a la que podamos derivar las tareas más mundanas lleva progresando desde mediados del siglo XIX”, expone Kotomin a EL ESPAÑOL. “Y el big data es el combustible”, añade. El consultor predice que en años venideros el control recaerá en el software en la nube: “los frigoríficos inteligentes buscarán ofertas y concertarán las entregas, con poca o nula intervención humana en ambos lados”. El problema, agrega Kotomin, es que esto no necesariamente hará nuestras vidas más plenas. Lo condensa en un ejemplo anecdótico: “Si todo deja de funcionar, ni siquiera tendremos velas para alumbrarnos, ya que basándose en mi historial de compras, Floyd no las habrá comprado”, escribe.

Sueños y temores

Con todo, los expertos advierten de que la imagen popular de la ciencia ficción como pronóstico tecnológico es una deformación; “en realidad esto lo hace bastante mal”, opina Sawyer. Como ejemplo, cita precisamente nuestro aparato de cabecera: “La manera en la que hoy usamos los teléfonos móviles, que son mucho más que dispositivos de comunicación, es algo nuevo que no está en la ficción”. Y es que, como subraya Barceló, lo importante de la ciencia ficción no son los gadgets “sino cómo los humanos los usamos y reaccionamos ante ellos”. “Somos los seres humanos los que damos sentido a la tecnología”, sentencia.

En resumen, lo que los expertos destacan de la ciencia ficción no es su capacidad de imaginar nuevas tecnologías, sino de explorar el cambio social que propiciarán, tal como ya lo han hecho internet, las redes sociales y las comunicaciones móviles. El problema es que no siempre el resultado de ese análisis es muy halagüeño. Desde Nosotros a Un mundo feliz o 1984, los maestros del género nos han alertado de los riesgos que nos esperan en el camino. La ciencia ficción trata, según Sawyer, sobre cómo pensamos y soñamos el futuro, pero para Aguilera esto incluye también “extrapolar los problemas del presente”. Y en un mundo siempre convulso, esos problemas pueden ahogar todo atisbo de esperanza, como cualquier repaso a la ciencia ficción se encargará de recordarnos.

Tal vez en exceso: en 2011, el escritor Neal Stephenson creó el Proyecto Hieroglyph, una llamada a los autores de ciencia ficción para que abandonen el pesimismo de la distopía y traten de recuperar el espíritu que ha servido de inspiración al progreso, el que Verne cultivó con el entusiasmo de la fe en el porvenir y en el empuje del ser humano. “Tenemos que mirar más allá del mundo en el que vivimos para imaginar el mundo que podría ser, y eso es exactamente lo que hace la ciencia ficción”, dice Riddle.

Para Barceló, este género que mueve legiones puede enseñarnos que “hay otras maneras de vivir, de organizar la política, de relacionarnos unos con otros”. Al fin y al cabo, si algo sabemos con seguridad sobre el mañana es que llegará. Y en palabras de Barceló, “la ciencia ficción es un maravilloso aprendizaje para vivir en el futuro”.

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“El extraterrestre es mi hermano”  [Y entonces salimos para volver a ver las estrellas]. Con este célebre verso finaliza el Canto del Infierno de la Divina Comedia de Dante, y que sirve para describir la misión de la Astronomía, que es sobre todo, la de restituir a los hombres la dimensión justa de las criaturas pequeñas y frágiles ante el escenario inconmensurable de millones y millones de galaxias.

                       ¿Y si después descubriéramos que no estamos solos en el Universo?

La Astronomía tiene un profundo valor profundamente humano. Es una Ciencia que abre el corazón y la Mente. Nos ayuda a situar en la perspectiva correcta nuestra vida, nuestras esperanzas y nuestros problemas. En este sentido, podemos decir que, estamos más cerca que nunca del Universo del que formamos parte.

No puedo explicar como me han salido esas palabras del comienzo, toda vez que, mi intención cuando comencé a escribir, era la de hablar un poco del magnetismo y de cosas pequeñas que, en el futuro no muy lejano, nos pueden situar en el plano de lo más alto de la tecnología.

El estudio del magnetismo en España está a un buen nivel y su dinámica está distribuida por todo el pais. La Física de esta disciplina despertó allá por los años setenta y, hasta el momento, no ha hecho más que crecer. Amplias son las aplicaciones del magnetismo en los problemas básicos, como las omnipresentes aplicaciones tecnológicas del magnetismo. Estas temáticas abarcan desde la investigación en materiales masivos clásicos, tales como los duros para imánes permanentes y blandos para transformadores, sensores o actuadores, hasta los aspectos más modernos relacionados con los nanomateriales y la espintrónica. Hoy día, es en este último campo donde se desarrolla la mayor parte de la actividad investigadora relacionada con el magnetismo en España y en el resto del Mundo.

Proceso de vaciado del núcleo de oxo-hidróxido de hierro y “rellenado” de material magnético duro.

Esquema artístico del experimento de bombardeo con un pulso de corriente de electrones sobre un disco de lámina delgada de CoCrPt (cuadrado). El pulso crea campos magnéticos sobre el disco (circulos), según la ley de faraday.

Los llamados nanomateriales constituyen una nueva generación de sistemas preparados artificialmente, que tienen un gran impacto científico tanto por lo que hace referencia a la ciencia básica como a sus aplicaciones tecnológicas. Todos ellos comparten la característica común de contener estructuras de tamaño nanométrico. Es precisamente la existencia de esas escalas nanométricas lo que confiere grados de libertad a la complejidad de estos sistemas y da lugar a la aparición de una gran variedad de nuevos fenómenos. El control de una estructura mediante distintas técnicas de preparación y de tratamiento ulterios permite  prediseñar a la carta sus resultados finales. Es por ello que, en las últimas décadas, los nanomateriales se han convertido en sistema paradigmáticos para el descubrimioento de nuevos fenómenos y la exploración de modelos y teorías de la ciencia de materiales y la física, como es el caso de la magnetorresisitencia gigante,descubiertas por los Profesores Fert y Grünberg que obtuvieron el Nobel de Física de 2007.

GMR de válvula de spin.

 

Grünberg y Fert en dos imágenes de archivovvvv- EFE

Espintrónica:

(Neologísmo a partir de “espín” y “electrónica” y conocido también como magnetoelectrónica) es una tecnología emergente que explota tanto la carga del electrón como su espín, que se manifiesta como un estado de energía magnética débil que puede tomar solo dos valores,  o  (donde  es la constante de Planck dividida por 2π o constante racionalizada de Planck (ℏ).

 

 

En física, un salto cuántico es un cambio abrupto del estado físico de un sistema cuántico de forma prácticamente instantánea. El nombre se aplica a diversas situaciones. La expresión salto se refiere a que el fenómeno cuántico contradice abiertamente el principio filosófico repetido por Newton y Leibniz de que Natura non facit saltus (‘La naturaleza no procede a saltos’).

Finalmente, hay algunos grupos trabajando en el diseño y desarrollo de nuevos dispositivos magnetoelectrónicos para aplicaciones; por ejemplo, biosensores magnetorresistivos que miden la concentración de nanopartículas magnéticas conjugadas las cuales etiquetan la hibridación con un determinado analito, y nano-dispositivos de tipo nanohilos magnéticos y contactos magnéticos atómicos, fabricados mediante técnicas litográficas de haces de iones y electrones.

                                                          Materiales amorfos y nanocristalinos

Los materiales FM amorfos (vidrios metálicos) y nanocristalinos magnéticamente blandos, de base Fe o Co y fabricados en forma de polvos, cintas, hilos o microhilos mediante aleado mecánico o técnicas de enfriamiento ultrarrápido, han sido objeto de estudio durante las últimas décadas, tanto por sus importantes aplicaciones tecnológicas en dispositivos electromagnéticos y de alta frecuencia, como por la variada fenomenología que presentan. Las problemáticas más importantes abordan aspectos relativos a:

1. El procesado mediante diversas técnicas (tratamientos térmicos bajo tensión, campo magnético, etc.).

2. La dinámica de movimiento de paredes, proceso de imaginación biestable, fluctuaciones del campo de inversión y coercitividad.

3. Las propiedades magnetoelásticas, magnetocalóricas y de magnetotransporte (térmico o electrónico).

4. El comportamiento electromagnético en alta frecuencia de micro-nanohilos y metamateriales (magnetoimpedancia, resonancia                  ferromagnética).

5. Las aplicaciones como sensores y actuadores magnéticos, y tecnología inalámbrica.

                  Formas y propiedades del cristal.

Un punto crucial en las aleaciones amorfas y nanocristalinas es la caracterización de la interrelación entre la microestructura y sus propiedades magnéticas y, en particular, la anisotropía magnética. Una de las características mejoradas de los materiales nanocristalinos respecto a los amorfos clásicos es el reducido valor de la anisotropía magnética y como su valor puede variarse mediante la nanoestructuración.

La producción y caracterización de aleaciones de base Fe o Co, obtenidas mediante aleado mecánico en forma de polvo a partir de precursores elementales o de trozos de cintas previamente preparadas por solidificación rápida, se caracterizan por sus buenas propiedades magnéticas y son de interés para la industria pulvimetalúrgica. La optimización de los tratamientos térmicos permite obtener materiales con la nanoestructura deseada mediante un crecimiento cristalino controlado.

Materiales inteligentes

 

Smart Cover desarrolla una botonera de puerta textil para automóviles, que integre todas las funcionalidades en un solo sistema.

El acoplamiento entre las propiedades magnéticas y estructurales de los compuestos intermetalicos TR₅(Ge_xSi_1-x)₄ con TR= Gd, Tb, Ho, Nd y Er ha despertado gran interés por su posible utilización en refrigeración magnética debido al efecto magnetocalórico gigante. Estos sistemas se caracterizan por la existencia de un intenso acoplamiento magnetoelástico que permite inducir las transiciones estructurales mediante la aplicación de un campo magnético externo, pudiendo así aprovechar el elevado cambio entrópico asociado al calor latente de la transición. De hecho, estos materiales son paradigmáticos por lo que respecta al fuerte acoplamiento entre los grados de libertad estructurales y magnéticos. Por ejemplo, es también posible inducir la transición estructural y el cambio asociado en el estado magnético mediante la aplicación de presión. En estos sistemas, la coexistencia de interacciones FM y AFM va más allá de la frustración magnética típica de los vidrios de espines y da lugar a un estado magnético fuertemente inhomogéneo, conteniendo regiones con orden de corto alcance que compiten por establecer estados FM y AFM de largo alcance en el sistema. De esta forma, el estado magnético del sistema se encuentra en un estado de equilibrio inestable que puede ser modificado fácilmente por la aplicación de una fuerza externa. Por ejemplo, un problema con importantes implicaciones básicas es la aparición de fases Griffiths en algunos de estos compuestos.

Las aleaciones de tipo Heusler de los sistemas Ni-Mn-(Ga, In, Sn) son materiales que presentan efectos magnéticos tanto magnetocalórico como de memoria de forma. Estos últimos son también consecuencia del acoplamiento de los grados de libertad estructurales y magnéticos en aleaciones FM que sufren una transición martensítica a una temperatura inferior a la temperatura de Curie. Para composiciones cercanas a la estequiométrica, estas aleaciones son los materiales prototípicos. La transición martensític se produce en el estado FM desde una estructura cúbica a una fase martensítica tetragonal, en la cual existen diversas variantes (maclas) para los dominios cristalográficos que pueden ser reorientadas bajo la aplicación de campos magnéticos moderados. Consecuentemente, la transición martensítica tiene lugar entre dos estados FM con estructuras de dominios magnéticos diferentes, de manera que el salto en la imanación está controlado por el acoplamiento magnetoelástico en la escala mesoscópica de las variantes martensíticas. Para ciertas composiciones, dicho salto produce efecto magnetocalórico gigante a campos moderados. En España, varios grupos de investigación están trabajando en estos materiales preparados en forma de monocristales, policristales, capas delgadas y cintas.

Intermetálicos

Variación del límite elástico con la temperatura para diferentes contenidos de Al.

Ciertas tierras raras metálicas, Ce, Eu e Yb, cuando se las alea con otros elementos, principalmente Cu, Al, B, Ge, Sn, Pd, Ni, Fe, Co, formando compuestos intermetálicos ternarios y cuaternarios, dan origen a una fuerte correlación (de canje y de Coulomb) entre las bandas 4f y de conducción (5d¹6_s²), lo que da lugar a los fenómenos de valencia fluctuante, fermión pesado y efecto Kondo (local y de red), debido a cierta inestabilidad de la capa magnética 4f. Aparece también magnetoestricción asociada al acoplamiento magnetoelástico, el origen de la cual está todavía en discusión. En concreto, en este tema, se está analizando el comportamiento de valencia fluctuante y de fermiones pesados que muestra la serie Ce-Ni-Sn-Ge, el magnetismo itenerante en Y₂Fe₁₇ y Y₂F_e14B, y la mezcla de comportamiento de fermiones pesados y superconductividad en la serie de compuestos intermetálicos CeXT₃, con X = Ru, Rh, Au, Ag, Pt, Pd, Cu y Ni, y T = Sn y Al.

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