Un imán es cualquier cosa que lleve consigo un campo magnético estático. Hay muchos tipos de imanes. Los más comunes son los imanes permanentes hechos de algunos metales especiales, especialmente hierro, o son mezclas de estos metales y otras cosas (como goma o cerámica). Otros tipos de imanes necesitan que la electricidad fluya a través de cables en espiral para crear un campo magnético. Algunos imanes son combinaciones de éstos: tienen un alambre enrollado alrededor de un núcleo de hierro.
Incluso las partículas individuales, como los electrones que giran, tienen campos magnéticos a su alrededor, por lo que también podríamos llamar «imanes» a los electrones. Los imanes permanentes, de hecho, son aquellos materiales en los que los electrones giran mayoritariamente en la misma dirección. La mayoría de los electrones de la mayoría de los materiales están emparejados con otros electrones que giran en sentido contrario, pero algunos materiales como el hierro tienen muchos electrones no emparejados. Éstos pueden dar lugar a un magnetismo neto cuando interactúan entre sí, de modo que tienen menor energía cuando giran en la misma dirección. Algunos materiales tienen electrones no apareados que interactúan con otros de manera que giran en promedio en direcciones opuestas – estos hacen pésimos imanes (los llamamos «antiferromagnéticos»).
Se puede pensar en dos requisitos para hacer un imán permanente estándar. En primer lugar, los espines de los electrones tienen que tener las interacciones adecuadas para que se alineen. Eso significa que la energía tiene que ser baja cuando se alinean. Incluso así, no se alinearán a menos que estén lo suficientemente fríos, al igual que las moléculas de agua no se alinearán para formar hielo a menos que estén lo suficientemente frías. Ahora, una vez que se forman muchos dominios de espines alineados, algo tiene que hacer que los propios dominios se alineen. De lo contrario, el trozo de material magnético es como una colección de pequeños imanes que apuntan en diferentes direcciones, por lo que sus campos se cancelan. La aplicación de un gran campo de otro imán puede alinear las direcciones magnéticas de los dominios. En el tipo de materiales que se utilizan para los imanes permanentes, esas direcciones de dominio se atascan en su mayoría, en lugar de relajarse para apuntar a direcciones opuestas.
Los imanes que necesitan electricidad para fluir se llaman electroimanes. Un campo magnético puede cambiar cuando la corriente en los cables cambia. Especificé «estático» arriba para excluir la luz como un «imán», sin embargo. Las ondas de luz consisten en campos eléctricos y magnéticos oscilantes que viajan a la velocidad de la luz, y no quise incluir eso al definir lo que es un imán.
Tom J. (y mike w)

(publicado el 22/10/2007)