INTERACCIÓN ENTRE LA LUZ Y EL CAMPO MAGNÉTICO. ROTACIÓN DE FARADAY


 
     
 

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.

 

 
     
 

 

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”

 
     
 

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.

 
     
 

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.

 
     
 

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).

 
     
 

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.

 

 
 
 
 

 

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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