Primer hallazgo de un monopolo en un campo cuántico

La observación de un monopolo en un campo cuántico constituye un descubrimiento llamativo y podría aportar pistas sobre la posible existencia de monopolos magnéticos.

Los imanes tienen dos polos magnéticos, norte y sur. Dos polos iguales, ya sean dos polos norte o dos polos sur, se repelen entre sí, en tanto que los polos opuestos se atraen; uno norte con otro sur. De cualquier manera que un imán sea cortado, siempre tendrá estos dos polos. En la comunidad científica se especula desde hace tiempo con la posibilidad de que un único polo (un monopolo magnético, solo norte o solo sur) pueda existir de manera aislada, pero, por ahora, no hay ninguna prueba de que ello sea alcanzable. Sí se ha investigado, con algún éxito, sobre sistemas análogos, que bajo condiciones especiales pueden comportarse de una manera comparable en algunos aspectos a cómo debería hacerlo un monopolo magnético.

Lo último en este campo de investigación sobre sistemas análogos llega ahora de la mano del equipo de Mikko Möttönen, de la Universidad de Aalto en Finlandia, y David Hall, del Amherst College en Massachusetts, Estados Unidos. Estos científicos han presentado ahora los resultados de un experimento reciente en el que manipularon un gas de átomos de rubidio, preparado en un estado no magnético y cercano a la temperatura del Cero Absoluto (unos 273 grados centígrados bajo cero, la temperatura más fría permitida por las leyes de la física). En estas condiciones extremas, pudieron crear un monopolo en el campo mecánico cuántico que describe el gas.

En este estado no magnético, se creó una estructura en dicho campo parecida a la partícula monopolo magnética tal y como se la describe en las teorías de la Gran Unificación.

A la izquierda, un condensado de Bose­Einstein creado experimentalmente que contiene el monopolo. A la derecha, la correspondiente predicción teórica. El área más brillante tiene una densidad de partículas más alta y los colores diferentes denotan el estado del espín interno de los átomos. El monopolo está situado en el centro del condensado. (Imagen: Monopole Collaboration)

El resultado es un notable paso adelante en la investigación cuántica. Es importante entender la estructura de los monopolos y de otras entidades topológicas, en parte porque aparecen en los modelos que describen el universo temprano y afectan a las propiedades de muchos materiales diferentes, como por ejemplo los metales.

Lo descubierto en el nuevo estudio establece que la estructura de un monopolo mecánico cuántico sí aparece en la naturaleza, y por tanto puede dar cierto apoyo a la posibilidad de que existan los monopolos magnéticos.

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