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Los campos magnéticos pueden enviar partículas al infinito

Investigadores de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) han demostrado matemáticamente que partículas cargadas en un campo magnético pueden 'escapar' al infinito sin detenerse jamás.

Publicado: Viernes, 4/5/2012 - 17:56  | 2115 visitas.

Imagen: Agencias / Internet
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Además, en la investigación se han establecido las condiciones necesarias para que se dé esta situación. El hallazgo es relevante porque el movimiento de partículas en campos magnéticos es un problema "de notable importancia" en campos como la física de plasmas o la aplicada.

De momento se trata de un estudio matemático teórico, pero dos investigadores de la UCM acaban de probar que en ciertas condiciones los campos magnéticos pueden enviar partículas al infinito, según un estudio que publican en la revista Quarterly of Applied Mathematics

"Que una partícula ‘escape’ al infinito significa dos cosas: que no parará nunca y algo más", explica a SINC Antonio Díaz-Cano, uno de los autores. Respecto al primer aspecto, una partícula puede no detenerse nunca pero quedar atrapada, por ejemplo, dando vueltas eternamente alrededor de un punto, sin salir de una región acotada. 

Sin embargo, el ‘algo más’ añade que su trayectoria va más allá de los límites establecidos. "Si nos imaginamos una superficie esférica de un radio inmenso, la partícula terminará atravesando dicha superficie en sentido hacia fuera, por muy grande que sea el radio", aclara el investigador. 

Los científicos han confirmado mediante ecuaciones que, efectivamente, algunas partículas cargadas pueden escapar al infinito. Una condición es que las cargas se muevan bajo la acción de un campo magnético creado por espiras de corriente situadas en un mismo plano. Además se deben cumplir otros requisitos: la partícula debe encontrarse en algún punto de ese plano, con una velocidad inicial paralela al mismo y suficientemente lejos de las espiras. 

"No decimos que estas sean las únicas condiciones para escapar al infinito, podría haber otras, pero hemos confirmado que en este caso se produce el fenómeno", indica Díaz-Cano. "Nos hubiera gustado poder probar algo más general, pero las ecuaciones son mucho más complejas". 

En cualquier caso los investigadores reconocen que este estudio se plantea en situaciones ideales, "con un campo magnético y nada más". La realidad siempre presenta otras variables a considerar, como el rozamiento, y todavía queda lejos la posibilidad real de viajar hacia el infinito. 

Aun así, el movimiento de partículas en campos magnéticos es un problema "de notable importancia" en campos como la física de plasmas o la aplicada. Por ejemplo, uno de los retos a los que se enfrentan los científicos que estudian la energía nuclear de fusión es el confinamiento de partículas en campos magnéticos. 

Por su parte, aceleradores como el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) también utilizan campos magnéticos para acelerar las partículas. En estas condiciones no escapan al infinito, sino que permanecen dando vueltas hasta que adquieren la velocidad que requieren los experimentos.

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