Una specie di monopolo magnetico

Struttura a tetraedri nei cristalli spin ice (L. D. C. Jaubert and P. C. W. Holdsworth, Nature Physics 5, 258, (2009) Due gruppi di fisici della materia, a Berlino e Grenoble, hanno scoperto che particolari cristalli di titano, irradiati con fasci di neutroni polarizzati a temperature prossime allo zero assoluto, potrebbero formare delle quasiparticelle simili a monopoli magnetici.


I magneti costituiti da un unico polo sono stati ipotizzati dal fisico Paul Dirac nel 1931. Per anni gli scienziati li hanno cercati in natura, e a partire dagli anni settanta sono stati condotti degli esperimenti per cercare di realizzare il fantomatico monopolo. I monopoli sarebbero l’equivalente magnetico delle particelle con carica elettrica positiva o negativa. Ma nessuna ricerca ha dato finora risultati positivi, tant’è che molti pensano che i monopoli magnetici non esistano del tutto.
Nell’edizione di questa settimana di Science, due gruppi di ricercatori riportano la notizia di una scoperta che potrebbe rappresentare una svolta nel campo della ricerca dei monopoli magnetici. I due gruppi, guidati da Tom Fennel dell’Istituto Laue-Langevin a Grenoble (France) e da Jonathan Morris del Centro per l’Energia e i Materiali “Hermann von Helmholtz” di Berlino (Germania), sono riusciti a riprodurre una serie di minuscole increspature in particolari materiali solidi cristallini, chiamati spin ice, che si comportano come i tanto cercati monopoli magnetici. In questi cristalli, gli ioni magnetici si trovano sul vertice di strutture a forma di tetraedro, connesse fra di loro lungo i lati. Quando la temperatura si avvicina allo zero assoluto (circa -273 °C), gli ioni si organizzano: in ogni tetraedro, due ioni puntano il polo nord verso l’interno del tetraedro e gli altri due puntano verso l’esterno.
Le ondulazioni di questa struttura sarebbero delle specie di monopoli: variazioni nello schema degli ioni nel cristallo. Non particelle vere e proprie, e infatti vengono chiamate quasiparticelle. Per scoprire queste quasiparticelle, Fennel e colleghi hanno usato un cristallo di titanato di olmio (Ho2Ti2O7) e l’hanno irraggiato con dei neutroni polarizzati; poi hanno misurato come i neutroni venivano riflessi dal cristallo a vari angoli in modo da rivelare la struttura del cristallo stesso. Man mano che la temperatura aumentava, la direzione in cui venivano riflessi i neutroni cambiava, proprio come il modello al computer aveva previsto nel caso si fossero formati dei monopoli nel cristallo.
Il gruppo di Morris invece ha applicato un campo magnetico a un cristallo di titanato di disprosio (Dy2Ti2O7) per rivelare le connessioni tra i diversi tetraedri nel cristallo. Poi hanno utilizzato anche loro dei fasci di neutroni per rivelare, attraverso il modo in cui venivano riflessi dal cristallo, la struttura del cristallo stesso. Le conclusioni a cui sono giunti sono le stesse.
Non si tratta ancora della scoperta definitiva dei monopoli, tuttavia questa ricerca potrebbe essere l’annuncio della scoperta di altre quasiparticelle strane e aprire la strada a nuove tecnologie.
L’articolo originale è a disposizione qui.

7 Commenti

  1. Io sono quasi bravo; io sono quasi bello.
    Le quasi particelle monopoli, non possono essere “QUASI PARTICELLE”
    Il polo positivo, è positivo; il polo negativo, è negativo.
    Le cariche monopoli, esistono e sono riproducibili in laboratorio.
    Prima però bisognerebbe avere l’umiltà di capire che le più grandi scoperte scientifiche, sono state scoperte per caso, cercando altro.
    Dico ciò perchè prima di cercare qualcosa, bisognerebbe fare il punto sullo stato delle conoscenze a disposizione.
    Sulle calamite, o corpi magnetizzati, prima occorre sapere che in realtà i poli non sono solo due, ma bensì 27; si avete letto bene, una calamita dispone di 27 poli; quindi si potrebbe procedere all’identificazione dei 27 poli e conseguentemente si arriverebbe a produrre i monopoli, che esistono in natura ma chi non ha occhi per vedere, mai vedrà.
    Cordiali saluti a tutti
    Francesco

    1. Ohibo’ , Francesco, ci fai un esempio della loro distribuzione su una calamita semplice, diciamo lineare ?
      Ciao
      Pierangelo

    2. Mi sembra strano affermare che nessuno tra le migliaia di scienziati che ogni giorno hanno a che fare con magneti per le più svariate applicazioni “non abbia occhi per vedere” che gli sono sempre sfuggiti non 1 ma ben 25 poli!!
      …o è un’altro losco complotto della solita lobby degli ebrei massoni e satanisti che da decenni potrebbero darci l’energia illimitata pulita e gratuita ma la tengono ben nascosta perchè si divertono a vederci soffrire?

      E, scusa ma non mi è chiaro come identificare altri poli su una calamita possa aiutarci più dei due canonici a trovare il monopolo da solo, mi puoi illuminare per favore?
      Cordiali saluti.

  2. Che tipo di competenze hai per dire che esistono 27 poli?
    Potresti illustrarci a grandi linea la natura di questi 27 poli gentilmente?

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