Monopolos magnéticos Nueva publicación en Science

Un grupo liderado por Alan Tennant (del Helmholtz-Zentrum Berlín, Alemania) y Santiago Grigera –de Iflysib / Conicet, Argentina, y University of St Andrews, UK- confirmó por primera vez la existencia de cuerdas de Dirac y excitaciones monopolares magnéticas en un material. Estos resultados se publicarán en la revista Science, inicialmente dentro de la sección de publicación rápida en la web (Science Express).

Cualquiera que tuvo un imán sabe que tiene dos polos, norte y sur, y no importa en cuántos pedazos lo rompa; cada uno de ellos también tendrá un polo norte y uno sur. Todos los imanes, por no decir todas las formas de magnetismo que conocemos, se basan en dipolos magnéticos, es decir, en componentes elementales que tienen los dos polos.

Sin embargo, en el caso de la electricidad hay cargas positivas y negativas (protones y electrones, por ejemplo) que podemos encontrar en forma completamente separada.

“Esta asimetría –la aparente inexistencia de cargas magnéticas separadas, “norte” o “sur” (mono-polos en lugar de di-polos)- ha sido un interrogante para la física moderna. Hay varias teorías que predicen partículas elementales con carga magnética única, los monopolos magnéticos”, explica Grigera del Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos.

La noticia
Siempre se supuso que existiría un material monopolar, pero no había demostración experimental. Por eso, para Science, la noticia de haber encontrado en un material monopolos magnéticos fue algo que marcaba un antes y después en el campo de los sistemas biológicos.

Ya en 1931, el físico Paul Dirac llegó a la conclusión de que los monopolos magnéticos elementales debían existir y los describió asociados a una líneas solenoidales, algo así como bobinas en forma de tubo, las cuerdas de Dirac, que llevan flujo magnético. Estas cuerdas se extienden al infinito, o conectan dos monopolos de carga opuesta.

En forma más reciente, en un trabajo teórico liderado por Roderich Moessner, de Dresden, Alemania, se propuso la aparición de monopolos como excitaciones colectivas en una clase de sistemas magnéticos frustrados, los llamados hielos de spin.

Estos monopolos “emergentes” difieren de los elementales de Dirac en que no tienen existencia fuera del material magnético, sus cargas son menores que las de Dirac y sus cuerdas asociadas son observables. Hasta ahora no existía ninguna evidencia experimental reproducible de la existencia de monopolos, ni en forma elemental, ni como partículas emergentes.

El experimento liderado por Tennant y Grigera, se basa en el estudio por distintas técnicas de un material, el titanato de disprosio, que a temperaturas por debajo de 1K ( aprox. -272C) se comporta como un hielo de spin.

Fuente: Conicet
Más sobre el tema: Astrocosmo, Axxon, Wikipedia.