¿Qué pasa si cortas un imán de barra por la mitad?

Cuando tienes un imán de barra en la mano y te preguntas: ¿qué pasa si cortas un imán de barra por la mitad? ¿Acabas teniendo un único polo norte en un lado y un solitario polo sur en el otro?

Esta es la respuesta breve: No.

Cuando cortas un imán de barra por la mitad, no separas los polos. En cambio, obtienes dos imanes completamente nuevos y totalmente funcionales. Cada pieza desarrolla al instante su propio polo norte y su propio polo sur en la superficie recién cortada.

Es un poco como cortar una lombriz por la mitad. (Aunque, ya sabes, mucho menos pringoso.)

En esta guía, como profesional imanes de barra personalizados fabricante, voy a explicar con detalle qué ocurre exactamente, POR QUÉ ocurre y en qué se equivoca la mayoría de la gente al respecto.

¿Te parece bien? Vamos a ello.

¿Qué pasa si cortas un imán de barra por la mitad?

Al cortar un imán por la mitad nunca se aísla un solo polo. Nunca.

Por muchas veces que lo cortes, cada trozo acaba teniendo dos polos. Uno al norte. Otro al sur.

Esto es lo que realmente te llevas:

• Dos imanes más pequeños (no dos “medios imanes”)
• Nuevos postes que se forman al instante en la superficie de corte
• Ligeramente más débil potencia magnética por unidad (más adelante hablaremos de ello)
• El mismo comportamiento básico como el imán original

Esa es la idea general. Pero la dirección en la que cortes influye MUCHO en cómo interactúan las dos piezas. Déjame explicártelo.

La forma en que cortes el imán lo cambia todo

Esta es la parte que la mayoría de la gente pasa por alto.

El comportamiento de las dos mitades depende totalmente de cómo Las cortas. Hay dos formas de cortar un imán de barra, y los resultados son totalmente diferentes.

1. Corte transversal (perpendicular a la longitud)

Cuando se corta un imán de barra por la mitad, en sentido transversal —perpendicularmente a su longitud—, se obtienen dos más corto imanes.

Y esto es lo mejor:

Los extremos recién expuestos tienen polaridades opuestas. Lo que significa que, si intentas volver a unir las dos mitades, encajarán perfectamente en su sitio.

Se sienten atraídos el uno por el otro.

¿Por qué? Porque la cara recién cortada de una de las piezas se convierte en el polo sur, y la cara correspondiente de la otra pieza se convierte en el polo norte. Los polos opuestos se atraen.

Así que vuelven a estar juntos como si nada hubiera pasado.

2. Corte longitudinal (paralelo a la longitud)

Y aquí es donde la cosa se pone rara.

Si cortas un imán en barra a lo largo — desde el Polo Norte hasta el Polo Sur — hay dos más delgado, imanes de longitud completa.

Pero esta vez, las dos caras adyacentes comparten el misma polaridad.

¿El resultado? Se repelen entre sí.

Me encanta esta pregunta de un lector llamado Michael, al que se le cayó su imán de barra y se le partió a lo largo:

“No se volvería a unir porque se rompió a lo largo. Si los polos estaban alineados antes de romperse, ¿qué es lo que mantiene unidos a los imanes en primer lugar? Si ahora se repelen, ¿por qué no lo hacían antes de que se rompiera?”

Buena pregunta.

La respuesta es sencilla: antes de que se rompiera el imán, el resistencia mecánica del material era lo suficientemente fuerte como para mantener unidas esas fuerzas repulsivas. Los átomos estaban, literalmente, unidos formando un único bloque sólido.

¿Y una vez que se rompe ese vínculo? La repulsión toma el control y las piezas se alejan unas de otras.

Consejo de experto: Si alguna vez se te cae un imán de neodimio y se astilla, la fractura suele producirse en paralelo al eje magnético. Por eso, la pieza rota casi nunca encaja de nuevo en su sitio.

¿Por qué ocurre esto realmente?

Vale, ahora ya sabes QUÉ pasa. Hablemos del PORQUÉ.

Para entenderlo, tienes que saber qué es algo llamado dominios magnéticos.

Todo gira en torno a los dominios magnéticos

La cuestión es la siguiente:

Cada imán está formado por millones de regiones minúsculas y microscópicas llamadas dominios magnéticos. Y cada dominio actúa como si fuera un imán minúsculo, con sus propios polos norte y sur.

En una pieza de hierro normal, todos estos dominios apuntan en direcciones aleatorias. Se anulan entre sí. Así que lo que se obtiene es… nada. Solo un trozo de metal sin más.

Pero en un imán de barra ocurre algo especial:

Todos los dominios están orientados en la misma dirección.

Cuando todos los dominios apuntan en la misma dirección, sus fuerzas magnéticas se suman. Y ¡BAM! Ya tienes un imán potente y permanente.

¿Y qué pasa cuando lo cortas?

Cuando se corta el imán por la mitad, esos dominios internos permanecer perfectamente alineado. No se desordenan ni se reinician de repente.

Los dominios de la superficie recién expuesta simplemente crean un nuevo polo.

Por eso cada fragmento —por pequeño que sea— conserva tanto un polo norte como un polo sur. La alineación está intrínseca en el propio material.

Esto también funciona con imanes de cualquier forma. Imanes en barra, anillos, herraduras… Corta cualquiera de ellos y seguirás obteniendo imanes dipolares estándar con dos polos cada uno.

¿Se puede reducir un imán hasta dejarlo en un solo átomo?

Bueno, aquí va una pregunta que me parece absolutamente fascinante:

Si sigues cortando un imán por la mitad… una y otra y otra vez… ¿llegas al final a un solo átomo con un polo norte y un polo sur?

Muchos libros de texto de física dan a entender que se puede seguir cortando indefinidamente y obtener siempre dos polos.

Pero eso no es del todo cierto.

El límite superparamagnético

Esta es la verdad: tú no puede reducir un imán hasta un solo átomo y conservar su magnetismo.

Puedes recortar un imán de 10 cm hasta dejarlo en 5 cm. Después, a 2,5 cm. Y luego, hasta unos pocos cientos de micrómetros. Y seguirá siendo un imán en todo momento.

Incluso puedes recortarlo hasta dejarlo del tamaño de un un único dominio — con un diámetro de unos pocos miles de átomos. (De hecho, así es como se almacenan los datos en tu disco duro.)

Pero, ¿y si se reduce aún más?

Las cosas se ponen raras.

A partir de un tamaño mínimo determinado, la energía que mantiene esos momentos magnéticos en su posición desciende por debajo de la energía térmica a temperatura ambiente. Los polos empiezan a cambiar de polo a un ritmo vertiginoso —de norte a sur y viceversa— más rápido de lo que tardas en parpadear.

En ese momento, tu “imán” deja de ser un imán permanente. Los científicos denominan a este fenómeno el límite superparamagnético.

¿En resumen? Puedes reducir un imán a unos pocos cientos de átomos y seguirá siendo un imán. Pero si vas más allá, volverá a ser simplemente un trozo de metal.

(Dato curioso: esta misma pregunta tiene a los mejores investigadores en magnetismo de todo el mundo dándole vueltas al tema. Así que, si te resulta un poco confuso, estás en buena compañía.)

¿Y qué hay de los monopolos magnéticos?

Quizá te estés preguntando:

Si pudiéramos aislar un solo polo, tendríamos algo llamado un monopolo magnético — una partícula con un ÚNICO polo magnético.

Los físicos que trabajan en las grandes teorías unificadas han predicho, de hecho, que podrían existir.

Pero aquí está el quid de la cuestión: nadie ha detectado nunca uno. Y desde luego no vas a crear uno partiendo un imán de barra por la mitad en tu garaje.

Los polos magnéticos, por lo que sabemos, siempre aparecen en pares.

¿Cortar un imán lo debilita?

Sí, pero probablemente no como tú crees.

Cuando cortas un imán, cada pieza individual será ligeramente más débil que la original. Esto se debe a que cada pieza tiene ahora menos material y un volumen menor de dominios alineados.

A continuación te ofrecemos un breve resumen de lo que puedes esperar:

• Imanes grandes y gruesos: Cada pieza sigue siendo magnética, aunque un poco menos.
• Imanes pequeños: Al cortarlas, se reduce su resistencia general, pero las piezas siguen siendo magnéticas.
• Imanes de tierras raras (como el neodimio): Pueden perder una parte importante de su resistencia, sobre todo si se cortan de forma incorrecta. Además, son muy frágiles.

Así que no... perder El magnetismo. Solo tienes que repartirlo entre dos imanes más pequeños.

Unas breves palabras sobre la seguridad

Si de verdad tienes pensado cortar un imán, no te limites a coger una sierra para metales y ponerte a cortar a lo loco.

Algunas cosas que hay que tener en cuenta:

• Utiliza equipo de protección. Es imprescindible llevar gafas de seguridad y guantes. Los fragmentos de imán pueden ser afilados.
• Utiliza las herramientas adecuadas. Una sierra con punta de diamante o una cortadora láser permiten realizar cortes limpios sin alterar las propiedades magnéticas.
• Presta atención a los fragmentos. Pueden salir pequeños fragmentos disparados por el aire. Manipúlalos con cuidado.

Los imanes potentes (sobre todo los de neodimio) también pueden atraerse entre sí con una fuerza sorprendente. Así que mantén los dedos alejados.

En resumen

Volvamos, pues, al punto de partida.

¿Qué ocurre si cortas un imán de barra por la mitad? No se obtienen polos norte o sur aislados. Lo que se obtiene es dos imanes completos, más pequeños, cada uno con su propio polo norte y polo sur.

Si lo cortas transversalmente, las piezas se atraen. Si lo cortas longitudinalmente, se repelen. Y por muchas veces que lo cortes, esos dominios magnéticos siguen haciendo su trabajo, al menos hasta que llegas a la escala atómica, donde las reglas cambian por completo.

Es una de esas preguntas sencillas que, al final, tiene una respuesta sorprendentemente profunda.

¿Y ahora qué? Ya sabes perfectamente lo que está pasando.