Efectos de un campo magnético muy grande en el cuerpo humano

Desde que leí sobre la NHMFLSiempre me he preguntado sobre esto y he preguntado a varias personas sin obtener una buena respuesta satisfactoria. Mi pregunta es, considerando el caso más simple, digamos un campo magnético uniforme con una constante de magnitud muy alta tanto en el tiempo como en el espacio que impregna una habitación grande, ¿qué le sucedería a mi cuerpo en tal campo si simplemente caminara a través de él? ¿Qué tan grande debería ser la magnitud antes de que "sienta" algo? Un tesla es bastante grande, ¿sentiría algo? Me imagino que a medida que aumentamos la magnitud, me sentiría mareado y enfermo. ¿Qué pasa si lo subo a cincuenta teslas o a cien teslas? ¿Te dolería? ¿Estropearía mis potenciales sinápticos? ¿Me volvería loco con un cerebro disfuncional? ¿Me desmayaría o entraría en coma? ¿En qué momento el daño será irreversible? ¿Qué magnitud causará la muerte? Con una magnitud lo suficientemente alta, ¿comenzarían a desmoronarse las moléculas de mi cuerpo? ¿Qué sucede a cientos de teslas? ¿Miles de teslas o millones de teslas?

Lo más parecido que encontré aquí fue aquí en la respuesta aceptada "un magnetar que estaría a 1000 millas de distancia nos mataría debido al diamagnetismo del agua en nuestras células". Este es el tipo de cosas que estoy buscando, la magnitud del campo B y luego su efecto en un cuerpo humano. Como "a 100T, tu cuerpo ________ porque ______ y ​​a 1000T, tu cuerpo ____________ porque __________" y así sucesivamente.

Si permitimos cambios en el campo magnético en el tiempo, ¿el campo eléctrico inducido "acelera" los efectos de alguna manera? ¿Un campo E lo suficientemente fuerte causaría un shock dentro de nosotros quemando nuestros órganos y matándonos incluso si el campo B promedio es pequeño pero el db/dt es "grande", por ejemplo?

No sé si se han realizado experimentos en muestras biológicas porque la creación artificial de campos magnéticos más allá de 100T o más aún no se ha hecho y mucho menos sostenerlos y observar los efectos en un tejido biológico. Pero si hay referencias geniales, incluso si son sobre bases teóricas, eso sería interesante.

Gracias.


Editar: solo para que la pregunta sea más respondible, me centraré solo en los campos estáticos. ¿Alguien sabe de referencias/experimentos sobre los efectos de los grandes campos magnéticos en los tejidos biológicos?

Esto me parece ser un poco más amplio que esa pregunta.

Respuestas (2)

Solo voy a tratar de abordar la cuestión de los campos de CC.

La resonancia magnética médica utiliza campos uniformes de aproximadamente 0,5 a 3,0 T. En una resonancia magnética de la cabeza, la fuerza de Lorentz sobre los iones en el cerebro puede causar efectos neurológicos como el vértigo . Escuché que esto aparece en particular cuando el paciente mueve la cabeza.

Aquí hay una imagen famosa de una rana levitada por un campo magnético de 16 T. Este efecto requiere un campo no uniforme; un objeto diamagnético es atraído a una región de menor intensidad de campo. Siempre supuse que la rana estaba ilesa, pero no estoy seguro.

Basado en esto, parece que el resultado depende de si el campo es uniforme o no uniforme.

Una aproximación simple que podrías hacer es asumir que el cuerpo humano está hecho de agua. Entonces puedes reducir tu pregunta a: ¿qué les sucede a las moléculas de agua en un campo magnético? En consecuencia, tendría que preguntarse cómo puede romper el enlace de Van der Waals en agua con un campo magnético.

Creo que aquí tendrías que diferenciar entre un campo magnético estático o dinámico. Por ejemplo, un campo magnético estático de 10 T puede hacer levitar moléculas de agua , pero ¿es suficiente para separarlas?

Si aplica algún tipo de campo EM dinámico, por ejemplo en el rango de microondas, puede calentar las moléculas, que es el principio de funcionamiento del horno de microondas.

No soy químico, pero ¿cómo se relaciona un enlace de Van der Waals con una molécula de agua? El lazo entre H y O es polar covalente y el enlace entre H 2 O moléculas es un H -vínculo. Todos ellos deberían ser más difíciles de romper que una simple interacción dipolo-dipolo (van der Waals).
@Matthias No expresé la respuesta correctamente. Ahora reemplacé una molécula por moléculas . El agua puede ser descrita por Van der Waals Bonding . También actualicé el enlace correspondiente en la respuesta.
La respuesta anterior citó los efectos del magnetismo en el agua. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que existe un efecto fisiológico potencial debido a las propiedades magnéticas del hierro, que se encuentra principalmente en la hemoglobina, pero que también se sabe que se acumula en los senos paranasales. Me disculpo por no agregar esto en la sección de comentarios, pero soy nuevo en este foro y no pude.
@ user29417 Las propiedades magnéticas de una molécula no siguen necesariamente las propiedades de los átomos que forman la molécula. La hemoglobina oxigenada es diamagnética (repelida), mientras que la hemoglobina desoxigenada es paramagnética (atraída). Por supuesto, esto no contradice lo que está diciendo, pero se podría predecir mucho de otras moléculas en el cuerpo que no contienen hierro.