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INTERACCIÓN ENTRE LA LUZ Y EL CAMPO MAGNÉTICO. ROTACIÓN DE
FARADAY |
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Entre
los muchos e importantes descubrimientos de
Faraday (1791-1867),
uno de los menos conocidos fue mostrar que el
campo
magnético interacciona con la
luz polarizada. Faraday
creía en la unidad de todas las fuerzas de la naturaleza
y su actividad investigadora no se limitó a inquirir
sobre las relaciones entre electricidad y magnetismo,
sino que quiso saber también si los imanes afectan a los
procesos ópticos. Así, descubrió en 1845 el fenómeno
llamado efecto Faraday, rotación de Faraday o efecto
magneto-óptico, según el cual, cuando un haz de luz polarizada atraviesa determinados
medios materiales en los que se aplica un campo magnético en la
dirección de propagación de la luz, su plano de
polarización puede cambiar y esta alteración (es decir,
el ángulo que gira la luz polarizada) es proporcional
a la intensidad de la componente del campo magnético,
B, en la dirección de propagación de la onda
luminosa. |
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En
relación con este descubrimiento, Faraday dejó escritos los siguientes
párrafos en
su diario de laboratorio:
“Hoy he trabajado con líneas de fuerza
magnética, aplicadas a diferentes cuerpos
(transparentes en distintas direcciones) y al
mismo tiempo haciendo pasar un rayo de luz
polarizada a través de ellas (…) se produjo un
efecto sobre el rayo de luz polarizado, y por
tanto la fuerza magnética y la luz se demuestra
que están relacionadas entre sí”. “Este hecho
probablemente será sumamente fecundo y de gran valor en
la investigación de ambas clases de fuerzas naturales” |
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Mediante estos hallazgos, Faraday fue pionero en
intuir la naturaleza
electromagnética de la luz y, de hecho, en una charla que impartió en la
Royal Institution en abril de 1846,
sugirió que la luz podría ser
algún tipo de perturbación que se propaga a lo
largo de las líneas del campo. Curiosamente
aquella charla debía haberla
impartido
Wheatstone (1802-1875)
(quien dio nombre al "puente de Wheatstone" e
inventó el estereoscopio), pero, en el último
momento padeció miedo escénico y ante la
eventualidad fue Faraday quien impartió la conferencia.
La terminó antes de tiempo y,
para completar el discurso, expuso algunas de sus ideas
sobre la naturaleza de la luz, que fueron
publicadas ese
mismo año en la revista Philosophical Magazine
bajo el título Thoughts on Ray Vibrations
(Consideraciones sobre las vibraciones de los
rayos). Estas ideas incluían un cuestionamiento
de
la existencia del éter luminífero (un hipotético medio
en el que se suponía que se propagaba la luz) y
la propuesta de que la luz,
no pudiendo ser el resultado de las vibraciones
de ese éter, sí lo sería de las vibraciones de las líneas
físicas de fuerza. |
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La rotación de
Faraday tiene aplicaciones de interés en varios campos. Por ejemplo, en
ingeniería eléctrica, se utiliza como principio de
funcionamiento de transformadores de corriente ópticos, mientras
que en astronomía se emplea en la medición de la fuerza de
campos magnéticos de objetos estelares que emiten pulsos de
radio (típicamente, pero no en exclusividad, púlsares). Esta
fuerza se puede estimar a partir de medidas combinadas de la
rotación del plano de polarización y de los retrasos existentes
entre los pulsos de radio en diferentes longitudes de onda. |
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En relación con
este tema, podemos citar una investigación actual, que busca
precisar qué objeto del cosmos puede ser el emisor de unas
ráfagas de ondas de radio extragalacticas. Aunque estos
destellos son muy brillantes, tienen duraciones cortísimas (del
orden del milisegundo) y no habían sido detectados durante
largas décadas de observación radio-astronómica (se observaron
por primera vez en 2012). En la universidad de Ámsterdam, se
acaban de publicar los resultados de un proyecto realizado
usando dos de los mayores radiotelescopios del mundo: el de
Arecibo (en Puerto Rico) y de Green Bank (en Virginia
occidental). |
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Los
investigadores se han servido de la rotación de Faraday
para deducir que los destellos se producen en una región
sometida a un campo magnético que es 200 veces más
intenso que el campo magnético medio de la Vía Láctea.
Por otra parte, la cortísima duración de los destellos
(entre 30 microsegundos y 9 milisegundos) les ha
permitido establecer que el tamaño de la zona de emisión
es también muy pequeño (tan sólo, unos 10km). Con
estos datos, han concluido que lo más probable es que
los destellos vengan de una estrella de neutrones
situada en la vecindad de un agujero negro supermasivo,
aunque indican que también caben otras interpretaciones,
una de ellas, suponer que se trate de una estrella de
neutrones muy altamente magnetizada o magnetar. |
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El violento origen de
las ráfagas extra-galácticas de radio.
Artículo del Dr. D.
Rafael Bachiller (Director del Observatorio astronómico
Nacional), publicado en
elmundo.es
el 13 de enero de 2018 |
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