Los imanes son objetos que pueden atraer o repeler ciertos metales sin tocarlos, gracias a un campo magnético que crean a su alrededor. Este campo magnético es generado ya sea por imanes naturales o artificiales. Los imanes se utilizan para diversos fines como hacer motores, bocinas, timbres, brújulas, para cerrar la puerta del refrigerador y hasta para hacer trenes que levitan.
Los imanes naturales fueron descubiertos en una región de Turquía llamada Magnesia, ocupada por los magnetos, un pueblo griego. Estas piedras sorprendentes a las que hoy llamamos magnetita, son el origen del término imán.
Cada átomo contiene electrones que funcionan como diminutos imanes, con polos norte y sur, y que crean un microscópico campo magnético. Si los electrones de un átomo se alinearan, generarían un campo magnético mayor. Sin embargo, la mayoría de los elementos tienen todas sus capas electrónicas llenas, formando pares, por lo que unos electrones cancelan el campo magnético de otros.
El mercurio, por ejemplo, tiene todos sus electrones emparejados, por lo que sus átomos no pueden ser magnéticos. El cromo, por otro lado, tiene átomos magnéticos, pero estos tienden a alinearse de forma alternada, de manera que no pueden cooperar para formar un campo magnético mayor. Además, para que los átomos puedan alinearse, no deben estar demasiado calientes.
Los únicos materiales que son imanes permanentes a temperatura ambiente son el gadolinio, el cobalto, el níquel y el hierro, que es de lo que está hecha la magnetita y los imanes que podemos comprar. Otras sustancias también pueden ser imanes, pero a temperaturas muy frías. Ese umbral se llama temperatura de Curí.
No todos los objetos hechos de hierro son magnéticos porque cada objeto de hierro está formado por secciones llamadas dominios y generalmente sus átomos están orientados en diferentes direcciones. Pero si sometes el objeto a un campo magnético muy fuerte, uno de los dominios prevalece y los demás se alinean con él. Y así es como se hacen los imanes.
Creación de campos magnéticos
Otra manera de crear un campo magnético es haciendo pasar una corriente eléctrica a través de un núcleo de hierro. Esto causa un efecto explicado por la teoría de la relatividad especial. La distancia entre las partículas en movimiento es diferente que entre las partículas en reposo según la posición del observador, lo que causa una diferencia de carga y, por lo tanto, un campo magnético.
Los imanes más poderosos del mundo se hacen con una aleación de neodimio, hierro y boro. La estructura de sus cristales potencia la alineación de los campos magnéticos, haciéndolos tan poderosos que, si una parte de tu cuerpo quedara entre dos de ellos, podría fracturarla o perforarla.
Polos magnéticos
Los imanes tienen un polo norte y un polo sur. Los polos iguales se repelen y los opuestos se atraen. Si cortas un imán en dos, no obtienes dos imanes con un solo polo, sino dos imanes con sus respectivos polos.
Origen de la palabra imán
La palabra imán viene del francés aimant, que a su vez viene del latín adamant, que significa invencible.