MADRID, 2 Jul. (EUROPA PRESS) -
Los imanes, ya sea en forma de barra, herradura o electroimán, siempre tienen dos polos. Si rompes un imán por la mitad, terminarás con dos nuevos imanes, cada uno con su propio norte y sur magnético.
Pero algunas teorías de la física predicen la existencia de imanes de un solo polo, una situación similar a las cargas eléctricas, que vienen en pedazos positivos o negativos.
Una encarnación particular -llamada monopolo Yang por su descubridor- se predijo originalmente en el contexto de la física de alta energía, pero nunca se ha observado.
Ahora, un equipo de JQI (Joint Quantum Institute) liderado por el investigador posdoctoral Seiji Sugawa y el miembro del JQI Ian Spielman han logrado emular un monopolo Yang con un gas ultrafrío de átomos de rubidio. El resultado, que proporciona otro ejemplo del uso de gases cuánticos fríos para simular otras áreas de la física, ha sido publicado en Science.
"Este nuevo resultado vincula ideas nacidas en la física de alta energía, el monopolo Yang, con conceptos en física de la materia condensada, transiciones de fase topológica, y las realiza en el laboratorio de física atómica", dice Spielman en un comunicado.
Para detectar los monopolos Yang en su gas cuántico, Spielman, Sugawa y sus compañeros de trabajo manipularon las agujas internas de la brújula que llevan todos los átomos -una propiedad cuántica llamada espín- usando ondas de radio y microondas para rotar las agujas de manera específica. Al ciclar los átomos entre cuatro orientaciones de giro diferentes, los investigadores pudieron enviar a los átomos en un viaje por el "espacio de giro" y llevarlos de vuelta al lugar donde empezaron, muy parecido a un viajero en la superficie de la Tierra haciendo un viaje alrededor del globo (pero en cuatro dimensiones en lugar de las dos del mundo).
El equipo midió la orientación de los espines de los átomos una vez que completaron su recorrido y compararon el resultado con sus orientaciones iniciales. Descubrieron que los giros de los átomos no regresaban al punto de partida, una discrepancia que puede surgir durante un viaje a través del espacio curvo. En este caso, el tamaño y la dirección de la desviación coinciden con las predicciones de la curvatura creada por un monopolo Yang.
Para probar que las desviaciones se debían al monopolo y no a otra fuente, los investigadores enviaron los átomos en un viaje diferente, uno que intentó evitar la singularidad de flexión espacial creada por el monopolo. En este nuevo camino, los átomos ya no sentían un tirón general de la curvatura, una fuerte indicación de que habían salido del ámbito de influencia del monopolo.
Activar y desactivar los efectos del monopolo depende solo de la forma de la gran imagen de las trayectorias que toman los átomos y no de cualquier meneo en el camino, una indicación de que el efecto es topológico. Las trayectorias encierran un monopolo o no, y esto proporciona una característica topológica que podría conducir a nuevos tipos de bombas de carga cuántica, dice Spielman.
