Per la prima volta sono stati osservati monopoli magnetici in un materiale reale: a riuscire in un'impresa che ha tenuto in scacco i fisici per decine di anni è stato un gruppo di ricercatori dell' Helmholtz-Zentrum für Materialien und Energie a Berlino, in collaborazione con colleghi delle università di Dresden, St. Andrews, La Plata e Oxford. La ricerca è descritta in un articolo pubblicato su "Science Express".

I monopoli magnetici sono particelle la cui esistenza era stata ipotizzata già nel 1931 dal fisico Paul Dirac, che hanno la particolare caratteristica di trasportare un solo polo magnetico, quello nord o quello sud. Nel mondo reale sono qualcosa di eccezionale, tanto che finora non erano mai stati osservati: quelli che si osservano normalmente sono sempre dipoli, dotati di un polo nord e uno sud accoppiati.


I ricercatori - coordinati da Jonathan Morris, Alan Tennant e Bastian Klemke - hanno bombardato con neutroni un singolo cristallo di titanato di disprosio, un materiale che cristallizza in una geometria molto particolare, nota come reticolo pirocloro. In questo modo sono riusciti a osservare una riorganizzazione dei momenti magnetici all'interno del materiale che hanno assunto la forma cosiddetta "Spin-Spaghetti", il cui nome deriva dall'ordinamento dei dipoli che si sviluppano come una rete di stringhe contorte attraverso cui è trasportato il flusso magnetico. Questa disposizione è rilevabile attraverso l'interazione con i neutroni di bombardamento che sono dotati di momento magnetico.

Applicando un campo magnetico a questa struttura i ricercatori sono riusciti, lavorando a temperature comprese fra gli 0,6 e i 2 gradi Kelvin, ad "allentare" la densità della struttura Spin-Spaghetti fino a che, a un certo punto, non sono riusciti a produrre la dissociazione di alcuni dipoli in monopoli.

"Stiamo scrivendo - si legge nell'articolo - di nuove, fondamentali proprietà della materia. Queste proprietà sono in generale valide per materiali dotati della stessa topologia, ossia per momenti magnetici su reticolo pirocloro. Questo può avere notevoli implicazioni per lo sviluppo di nuove tecnologie: soprattutto, ciò significa che per la prima volta si è osservato il frazionamento in tre dimensioni".

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