La sorprendente similitud entre las leyes físicas que describen los fenómenos eléctricos y las que describen los fenómenos magnéticos se conoce desde el siglo XIX. Sin embargo, faltaba una pieza que los hiciera perfectamente simétricos: los monopolos magnéticos. Mientras que los monopolos magnéticos en forma de elementallas partículas siguen siendo esquivas, ha habido algunos éxitos recientes en objetos de ingeniería que se comportan efectivamente como monopolos magnéticos. Ahora, los científicos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria IST Austria han demostrado que hay una manera mucho más simple de observar tales monopolos magnéticos:han demostrado que las gotas de helio superfluidas actúan como monopolos magnéticos desde la perspectiva de las moléculas que están inmersas en su interior. Estas gotas se han estudiado durante décadas, pero hasta ahora, esta característica fascinante había pasado completamente desapercibida.
Cuando se trabaja con carga eléctrica, es fácil separar los polos positivo y negativo: el electrón cargado negativamente representa un polo negativo, el protón cargado positivamente es el polo opuesto positivo, y cada uno es una partícula individual que puede serseparados del otro. Con los imanes, parecía que siempre tienen dos polos que son imposibles de separar: corta un imán dipolo por la mitad y terminarás con dos imanes dipolos, córtalos nuevamente y obtendrás imanes dipolos aún más pequeños, pero no podrá separar el norte del polo sur. Desafiados por este acertijo, los científicos hicieron un gran esfuerzo para construir sistemas que actúen efectivamente como monopolos magnéticos, con éxito: ciertas estructuras de cristal se hicieron para comportarse comomonopolos magnéticos. Pero ahora, un equipo interdisciplinario compuesto por físicos teóricos y matemáticos ha descubierto que este fenómeno también ocurre en sistemas moleculares que no necesitan ser motores.creado para este propósito pero que se conoce desde hace mucho tiempo.
Las gotas de helio superfluido del tamaño de un nanómetro con moléculas sumergidas en ellas ya se han estudiado durante varias décadas, y es uno de los sistemas en los que el profesor Mikhail Lemeshko y el postdoc Enderalp Yakaboylu están particularmente interesados. Anteriormente, el profesor Lemeshko propuso una nueva cuasipartículaeso simplifica drásticamente la descripción matemática de tales moléculas rotativas, y a principios de este año demostró que esta cuasipartícula, el angulón, puede explicar las observaciones que se habían recolectado durante 20 años. Enderalp Yakaboylu además usó el angulón para predecir propiedades previamente desconocidas de estos sistemas.Sin embargo, la propiedad de las gotas de helio superfluidas que descubrieron ahora llegó inesperadamente, y solo después de haber intercambiado ideas con el matemático Andreas Deuchert, quien dice: "Fue una sorpresa para todos nosotros ver esta característica emerger en las ecuaciones"."En un instituto fuertemente interdisciplinario como IST Austria, tales colaboraciones no son inusuales, unSe fomenta la interacción entre grupos de investigación de diferentes campos.
"En los otros experimentos diseñaron un sistema para convertirse en un monopolo. Aquí, es al revés", agrega Enderalp Yakaboylu. "El sistema era bien conocido. La gente ha estado estudiando moléculas rotativas durante mucho tiempo, ysolo después nos dimos cuenta de que los monopolos magnéticos habían estado allí todo el tiempo. Este es un punto de vista completamente diferente ".
Según los investigadores, el descubrimiento abre nuevas posibilidades para el estudio de los monopolos magnéticos. En particular, la aparición del monopolar magnético en las gotas de helio superfluido es muy diferente de los otros sistemas previamente estudiados ". La diferencia es que estamos tratandocon un solvente químico. Nuestros monopolos magnéticos se forman en un fluido en lugar de en un cristal sólido, y puede usar este sistema para estudiar los monopolos magnéticos con mayor facilidad ", explica el profesor Mikhail Lemeshko.
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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