A la caza del monopolo

Científicos aseguran haber creado en laboratorio esa hipotética partícula originaria del Big Bang, haciendo realidad uno de los grandes sueños de la Física

Autor:

Patricia Cáceres

Todos hemos sucumbido alguna vez ante el encanto y misterio de los imanes, ese material duro y grisáceo con la doble capacidad de atraer y repeler objetos metálicos. Aunque intentemos romperlo en mil pedazos, incluso a un nivel atómico, cada minúsculo trozo conserva de forma invariable sus dos polos magnéticos opuestos: norte y sur.

Al menos eso es lo que muchos creíamos hasta hace pocos días, cuando científicos de la Universidad de Aalto, en Finlandia, y del Amherst College, en Estados Unidos, afirmaron haber visto al famoso monopolo, una hipotética partícula originaria del Big Bang, cuyo campo magnético tiene un polo único.

Ni rastro tras el Big Bang

La existencia de monopolos magnéticos fue predicha por primera vez en 1931 por el físico Paul Dirac. A partir de ese momento científicos de todo el mundo se esforzaron por localizarlos.

En opinión del diario español ABC, el 14 de febrero de 1982 el físico Blas Cabrera, de la Universidad de Stanford, registró un evento con todas las características atribuidas a un monopolo magnético.

Sin embargo, después de esa ocasión ni el mismo Cabrera, ni ningún otro físico, consiguió repetir los resultados, pasando a la historia como un acontecimiento excepcional y probablemente irrepetible.

Según algunos modelos teóricos del Big Bang, debería haberse generado de forma natural un gran número de monopolos magnéticos justo después de la gran explosión. Y algunos de esos podrían haber sobrevivido hasta la actualidad. Pero un modelo especial para la expansión del Universo, desarrollado más tarde, explicó la extrema rareza de estas partículas, explicó el diario ABC.

Hasta que el equipo de la Universidad de Aalto y el Amherst Collage logró crear en laboratorio el primer monopolo magnético del mundo.

En lugar de buscarlo en la naturaleza, los físicos identificaron los monopolos sintéticos en un campo magnético artificial generado por un gas atómico extremadamente frío cercano al cero absoluto, refirió la revista Nature, donde se publicó el hallazgo.

Utilizando un escáner, el equipo confirmó la presencia de los monopolos en los extremos de pequeños remolinos cuánticos dentro del gas ultrafrío. Según David S. Hall, del Amherst Collage, el resultado demuestra experimentalmente que las estructuras predichas por Dirac existen en la naturaleza.

Mientras otros científicos han creado análogos de imán de un solo polo —aclaran los expertos— esta es la primera demostración en un sistema cuántico que puede ponerse a prueba de forma experimental.

«Esta creación de un monopolo de Dirac es una bella demostración de simulación cuántica», declaró a la BBC la física Lindsay LeBlanc, de la Universidad de Alberta, Canadá, quien no estuvo involucrada en el proyecto.

«Aunque sus resultados ofrecen solo una analogía de un monopolo magnético, su compatibilidad con la teoría refuerza la expectativa de que esta partícula será detectada experimentalmente. Como dijo Dirac en 1931, «bajo estas circunstancias me sorprendería que la naturaleza no hubiera hecho uso de él”», subrayó.

Tan importante como el electrón

Al decir de Nature, el estudio da un nuevo espaldarazo a todos aquellos que aspiran a encontrar estas esquivas partículas en la naturaleza. Lograrlo sería, según los físicos, un desarrollo revolucionario y comparable al descubrimiento del electrón.

«Este es un descubrimiento increíble. Poder confirmar el trabajo de uno de los físicos más famosos es probablemente una oportunidad única en la vida», asegura Michael Ray, autor principal del hallazgo.

«La creación de un monopolo magnético sintético puede proporcionarnos una visión sin precedentes del monopolo magnético natural, si es que existe», dijo por su parte David S. Hall.

La investigación —precisó Hall— puede ayudar en el desarrollo y la comprensión de nuevos materiales, como superconductores de alta temperatura para la transmisión sin pérdidas de la electricidad.

También proporciona una base más sólida para refinar los métodos de búsqueda de monopolos magnéticos en el famoso Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, la Organización Europea para la Investigación Nuclear.

Su hallazgo —ahondó ABC— daría además un buen impulso a las GUT, teorías que intentan unir las diferentes fuerzas de la naturaleza en un único cuerpo teórico, así como a la tan debatida teoría de cuerdas.

«Nuestro trabajo ofrece evidencia experimental conclusiva y muy esperada de la existencia de los monopolos de Dirac. Supone una oportunidad sin precedentes para observar y manipular estas entidades cuánticas en un ambiente controlado», afirmaron en su trabajo los investigadores.

«Imán» para limpiar el mar

Científicos británicos diseñaron recientemente una molécula que puede hacer emulsiones con diferentes líquidos y responder a campos magnéticos, lo cual puede ser crucial para retirar el crudo del mar tras un derrame.

BBC Mundo explicó que las emulsiones son mezclas de líquidos que normalmente no se mezclan, como el aceite y el agua. Son muy comunes en la industria química y también en muchos productos del día a día como la mantequilla o la mayonesa.

La molécula desarrollada por los investigadores británicos actúa como un emulsionante, recubriendo las partículas de crudo y permitiendo la mezcla de líquidos.

«Para hacer una emulsión es necesario mezclar aceite y agua con un estabilizador (jabón, un surfactante o un dispersante). Las emulsiones normales no son magnéticas, pero usando un surfactante magnético en lugar de un estabilizador tradicional, podemos hacer que la sustancia  se adhiera a las gotas de aceite y se vuelvan magnéticas», explicó Julian Eastoe, profesor de Bristol y coautor del trabajo.

La tecnología descrita —aseguró— tiene aplicaciones prácticas y puede ser utilizada en la limpieza de vertidos de petróleo de forma más efectiva.

«Con emulsiones magnéticas es posible “succionar” las gotas de crudo con un imán. Esto permitirá una extracción del petróleo vertido en forma mucho más eficiente que con los dispersantes normales», dijo a BBC Mundo.

«Estamos haciendo emulsiones esencialmente con agua de mar y los tipos de crudos que se verían en un derrame y podemos manipularlos utilizando un campo magnético. Estamos ahora trabajando con el sector industrial para llevar esta tecnología al mercado lo antes posible. Los surfactantes magnéticos podrían ser utilizados en el correr de un año y son baratos», anunció.

El nuevo estudio, publicado en la revista Soft Matter,  es la continuación de otro previo realizado por el mismo equipo, responsable del primer jabón magnético (con átomos de hierro que responde a imanes). Tanto el jabón como los materiales que disuelve pueden ser extraídos fácilmente aplicando un campo magnético.

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