Paredes de Bloch
¿Qué son las paredes de Bloch?
Las paredes de Bloch son las superficies de separación entre los dominios de Weiss que se dan en los ferromagnetos. Una pared Bloch es, por tanto, el límite entre dos áreas de imanes elementales alineados paralelamente. Las paredes de Bloch deben su nombre al físico de origen suizo Felix Bloch. Las paredes de Bloch son barreras energéticas con un campo magnético más fuerte que en la zona circundante. Por ello, estas paredes pueden verse en experimentos con la ayuda de partículas ferromagnéticas extremadamente finas.Índice
En los materiales ferromagnéticos,
los espines de los electrones
se alinean en grupos paralelos.
Los grupos paralelos, esto es, las áreas dentro de las cuales los espines están alineados en paralelo, se conocen como dominios de Weiss.
El área límite entre estos dominios de Weiss son las paredes de Bloch.
Un campo magnético externo provoca que muchos dominios pequeños (en un material ferromagnético no magnetizado los dominios suelen ser de un tamaño de unas décimas de milímetro) se fusionen en dominios más grandes y que la magnetización del sólido se haga medible hacia el exterior.
Durante este proceso, las paredes Bloch se desplazan; se produce un cambio repentino en la alineación de todos los espines de los electrones en un dominio de Weiss (salto de Barkhausen).
Las paredes de Bloch son límites entre dominios de Weiss donde confluyen densidades de flujo magnético con direcciones diferentes.
Si se añade una solución de partículas ferromagnéticas muy finas (suspensión coloidal de polvo ferromagnético) sobre un sólido también ferromagnético, las fuerzas magnéticas hacen que las partículas se acumulen a lo largo de la intersección de las paredes de Bloch con la superficie exterior del material que está en contacto con la suspensión.
Así se forman las llamadas «franjas de Bitter», que pueden observarse directamente al microscopio.
Las paredes Bloch no son «paredes» reales dentro del sólido, sino que constituyen una pared energética.
Separan entre sí dos áreas energéticamente diferentes.
Los campos magnéticos de los espines de los electrones que están alineados de forma diferente en dos dominios de Weiss confluyen ahí y forman un área de alta densidad de flujo magnético.
Si una superficie de separación real del material ferromagnético, es decir, una superficie límite del sólido, corta una pared de Bloch de este tipo, las líneas de campo
emergen del material a lo largo de la pared de Bloch.
Visualización de las paredes de Bloch
El físico estadounidense Francis Bitter desarrolló un elegante método para poder ver las paredes de Bloch. Para ello, recubrió un cuerpo ferromagnético con una suspensión de partículas ferromagnéticas coloidales. A continuación, las partículas ferromagnéticas se depositan a lo largo de las paredes de Bloch debido a la elevada intensidad del campo magnético y forman una imagen de la línea de intersección entre la pared de Bloch y la superficie límite del sólido. Las franjas resultantes también se conocen como franjas de Bitter en honor a Francis Bitter.
Autor:
Dr. Franz-Josef Schmitt
El Dr. Franz-Josef Schmitt es físico y director científico del Curso Práctico Avanzado de Física de la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg. Trabajó en la Universidad Técnica entre 2011 y 2019 y dirigió varios proyectos docentes y el laboratorio de proyectos de Química. Su investigación se centra en la espectroscopia de fluorescencia con resolución temporal en macromoléculas biológicamente activas. Asimismo, es director general de la empresa Sensoik Technologies GmbH.
Dr. Franz-Josef Schmitt
El Dr. Franz-Josef Schmitt es físico y director científico del Curso Práctico Avanzado de Física de la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg. Trabajó en la Universidad Técnica entre 2011 y 2019 y dirigió varios proyectos docentes y el laboratorio de proyectos de Química. Su investigación se centra en la espectroscopia de fluorescencia con resolución temporal en macromoléculas biológicamente activas. Asimismo, es director general de la empresa Sensoik Technologies GmbH.
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