Creati i monopoli magnetici 

di Giuseppe Vatinno
giornalista, già Deputato

imgE' noto che una calamita ha due poli magnetici: il nord e il sud; è altrettanto noto che spezzando una calamita non si possono creare due poli separati, ma si riottiene sempre una coppia nord-sud. Questo comportamento è fondamentalmente asimmetrico rispetto all'esistenza di due cariche elettriche, positiva e negativa, che esistono naturalmente separate.Questo comporta che le equazioni di Maxwell che descrivono l'elettromagnetismo siano asimmetriche perché mancanti della parte relativa alla "carica magnetica" o, appunto, monopolo magnetico.Ora, dopo la scoperta, queste stesse equazioni potranno cambiare considerando anche la controparte magnetica e diverranno estremamente simmetriche (cfr, ad esempio, http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?num=2231) prevedendo anche l'esistenza di "correnti magnetiche", a cui è già stato dato il nome di "magnetricità" in analogia con l'elettricità.; dal punto di vista grafico le linee di forza di Faraday per il campo magnetico ora possono pure intendersi aperte e non più chiuse.
Il fisico inglese e premio Nobel per la Fisica nel 1933, Paul Dirac li aveva predetti (cercando di spiegare la quantizzazione della carica elettrica) nel maggio del 1931 (lo stesso anno in cui ipotizzò l'esistenza -poi confermata-dell'antielettrone o positrone) riprendendoli poi in un lavoro del 1948: ora su Nature l'annuncio (cfr. http://www.nature.com/nature/journal/v505/n7485/full/nature12954.html) da parte del professor D. S. Hall (Amhrest College, Usa) e del ricercatore M. Möttönen (Università di Aalto, Finlandia), sulla scorta di un precedente lavoro pubblicato su Physical Review Letters del 2009 di Ville Pietilä e Mikko Möttönen del Politecnico di Helsinki,Finlandia (cfr http://prl.aps.org/abstract/PRL/v103/i3/e030401); i monopoli magnetici possono esistere e sono stati creati in un esperimento realizzato a livello internazionale e coordinato dall' Amhrest College nel Massachusetts, negli Usa.L'esperimento ha utilizzato un campo magnetico esterno per orientare gli spin di un gas di circa un milione di atomi di rubidio (bosoni a spin intero) prossimi allo zero assoluto che si trovano in un particolare stato della materia chiamato "condensato di Bose-Einstein" (per cui sono quantisticamente indistinguibili). In pratica non si è osservato direttamente un monopolo, ma i suoi effetti sulle particelle circostanti, cioè elettroni, in termini di creazione di linee di flusso magnetico in forma di "vortice" orientato (il che avviene proprio in presenza di un monopolo magnetico).L'esistenza dei monopoli permette -come detto-di spiegare anche un mistero insoluto della fisica fondamentale: la quantizzazione della carica elettrica (cioè in Natura una carica elettrica è sempre un multiplo della carica dell'elettrone). Infatti, Dirac propose una relazione tra la carica elettrica "e" e la carica magnetica "m": e.m = cnh/4π, ove c=velocità della luce, h=costante di Planck, π=3.1415… ed n è un numero intero.La "carica magnetica" è circa 70 volte più intensa della carica elettrica.
C'è da dire che i monopoli sono artificiali, nel senso che sono stati creati in laboratorio e già in passato c'erano stati tentativi in tal senso; basta ricordare il lavoro sugli "spin ice" (Titaniato di disprosio, Dy2Ti207) del professor Steven Bramwell dell'University College di Londra o sull'elio superfluido.Ma in questo esperimento l'evidenza è molto più chiara ed è supportata da simulazioni al computer che ne confermano la correttezza.
L'esistenza dei monopoli magnetici è prevista dalle teorie di Grande Unificazione (che uniscono la forza forte e quella elettro-debole) e dalla teoria delle Stringhe, una delle più serie candidate ad essere una Teoria del Tutto che unifica le quattro forze fondamentali della Natura e cioè la forza nucleare forte, quella nucleare debole (responsabile del decadimento beta), quella elettromagnetica e quella gravitazionale.Dirac è noto per la sua famosa equazione relativistica quantomeccanica dell'elettrone che è una generalizzazione di quella non relativistica di Schrödinger.Da notare che in Italia, presso i Laboratori del Gran Sasso, è attivo da anni l'esperimento Macro dell'INFN per individuare monopoli magnetici nei raggi cosmici, finora senza esito (http://www.lngs.infn.it/lngs_infn/index.htm?mainRecord=http://www.lngs.infn.it/lngs_infn/contents/lngs_it/public/educational/physics/experiments/past/macro/).
I monopoli magnetici "naturali", che sono molto pesanti, e si dovrebbero essere creati durante il Big Bang.Le ricadute tecnologiche sono possibili ed auspicabili principalmente nel settore dell'elettronica, ad esempio utilizzando i monopoli magnetici come memorie di massa atomiche.
(l'articolo è liberamente riproducibile citando la fonte:
www.giuseppevatinno.it)


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