Primeiras pistas sobre monopolos magnéticos 'impossíveis' expostos por diamantes e ferrugem: WebCuriosos
A busca pelo monopolo magnético – uma partícula com um pólo magnético, e não dois – é uma das missões mais emocionantes e potencialmente transformadoras da física, e os cientistas acabaram de fazer uma nova descoberta importante na sua caça ao monopolo.
Uma equipa internacional de investigadores, liderada por académicos da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, observou um comportamento semelhante ao monopolo nos padrões dos campos magnéticos à medida que estes passam. hematitaum material semelhante à ferrugem.
“Se existissem monopolos e fôssemos capazes de isolá-los, seria como encontrar uma peça que faltava num quebra-cabeça que se supunha estar perdida”. diz o físico Mete Atatüre, da Universidade de Cambridge.
Antiferromagnético materiais como a hematita são particularmente úteis para esses estudos porque a forma como os minúsculos ímãs (ou gira) estão dispostos, proporcionando-lhes maior estabilidade. No entanto, o campo magnético geral que produzem é muito fraco e, portanto, difícil de analisar.
Para superar isso, a equipe usou uma técnica chamada magnetometria quântica de diamanteonde uma agulha de diamante e alguns cálculos inteligentes de spin de elétrons são usados para medir campos magnéticos sem interferir neles.
E é aqui que fica interessante. Os pesquisadores encontraram evidências de distribuições de carga magnética emergente monopolar – embora, para os menos técnicos entre nós, eles também as descrevessem como pequenos discos de hóquei de atividade magnética deslizando pela hematita.
Não é exatamente um avistamento de um monopolo magnético partícula, mas é uma observação de padrões que seriam esperados se existisse um monopolo. É também evidência de uma ligação entre os padrões de spin em materiais antiferromagnéticos e pontos específicos de comportamento do campo magnético (referidos aqui como cargas).
“O desafio sempre foi a imagem direta dessas texturas em antiferromagnetos devido à sua atração magnética mais fraca, mas agora somos capazes de fazê-lo, com uma bela combinação de diamantes e ferrugem,” diz físico Anthony Tan, da Universidade de Cambridge.
É difícil exagerar o quão importante seria para a física a descoberta de um monopolo magnético. Para começar, ajudar-nos-ia a desenvolver uma teoria unificada e simétrica de tudo o que existe à nossa volta.
Com isso em mente, estas novas observações podem ser cruciais – e as técnicas que os investigadores aqui implementaram têm o potencial de abrir novos caminhos de exploração na localização do esquivo monopolo.
Mais adiante, as descobertas deste estudo poderiam ser usadas para desenvolver tecnologia de computação que seja mais rápida do que a que temos hoje e mais ecológica (através de menor uso de energia), devido às propriedades específicas dos materiais antiferromagnéticos.
“Mostramos como a magnetometria quântica de diamante poderia ser usada para desvendar o misterioso comportamento do magnetismo em materiais quânticos bidimensionais, o que poderia abrir novos campos de estudo nesta área,” diz Bronzeado.
A pesquisa foi publicada em Materiais da Natureza.
