Monopoli Magnetici

E dunque la sessione d’esame ha portato ancora una volta a termine il suo compito: ti fa chiudere in casa, allontanare da qualunque forma di tentazione e ti trasforma in un piccolo Brontolo(vedasi la foto nel profilo) che comincia a lamentarsi di quanto l’università, la città, il paese, la società, il mondo sia irrimediabilmente una schifezza.

Poi la sessione termina, le lezioni riprendono e con esse i buoni propositi. La mente si rilassa, le idee cominciano nuovamente a muoversi e a prendere forma.

Ed eccoci qui dunque, pronti per continuare a fantasticare sulle stranezze che il nostro Universo ha da offrirci.

Perché monopoli magnetici?

I monopoli magnetici sono particelle ipotetiche molto simili alle cariche elettriche.

Con le cariche elettriche abbiamo già una certa dimestichezza: generano campi elettrici e quindi corrente permettendo così ai nostri telefoni di funzionare e, molto banalmente (ma basato almeno su esperienza personale) sono gli ufficiali responsabili addetti al rovinare i momenti romantici, quando il pensiero di un bel bacio con la propria ragazza viene interrotto da una scossa!

Le cariche magnetiche( i monopòli ) sarebbero dunque alla base di quasi analoghi effetti magnetici. Pensavate che questi monopoli già esistessero e fossero loro i responsabili?  In tal caso, non è così.

 

Un campo magnetico in perfetto equilibrio viene alterato quando aggiungo un’altra calamita, generando così un’attrazione a cascata.

Quello che certamente conoscete è l’esistenza delle forze/dei fenomeni magnetici ( di fatto quello che sta accadendo nella gif ). E’ noto infatti che le calamite hanno la proprietà di attrarsi se avvicinate con poli opposti e respingersi altrimenti.

Qui comincia il nostro viaggio.

I fenomeni magnetici( ed elettro-magnetici, più in generale) sono studiati, almeno in maniera dettagliata, fin dal ‘800 attraverso i lavori del celebre scienziato James Clerk Maxwell.

Da allora i passi avanti nel mondo della Fisica sono stati enormi, e si è riusciti ad esplorare la materia in maniera molto precisa, fino a trovare particelle piccolissime, responsabili di tutto quello che accade attorno a noi ogni giorno.

Non è stato così per la “calamita“. Ogni volta che si provi a separare un pezzo di calamita in due, si ottengono semplicemente due nuove calamite. Non importa quanto andiate in profondità, quanto piccoli siano i pezzi che riuscite a creare, sarà sempre una calamita(cioè la struttura composta da un polo Nord ed un polo Sud)

Potrebbe sembrare strano, ma ad oggi, nel 2017 ancora non si è in grado di separare i due poli.

Le linee di campo magnetico prodotte dai due poli della calamita.

Questi sarebbero i monopoli magnetici! Due particelle, ben distinte: una che porti carica magnetica S ed una che porti carica magnetica N, due poli finalmente staccati l’uno dall’altro.

Carica elettrica e monopoli magnetici?

La relazione tra loro è più forte di quanto si possa credere in un primo momento.

Fenomeni elettrici e magnetici sono infatti due facce opposte della stessa medaglia! Nessuno dei due può esistere in assenza dell’altro. Se provaste a maneggiare una calamita vicino un circuito provochereste il passaggio di corrente. Viceversa, un filo in cui scorre corrente si comporta nello spazio circostante come una vera e propria calamita!

Ma allora non sarà mica che cariche elettriche e monopoli magnetici abbiano qualcosa in comune? Qualcosa che li leghi in maniera particolare?

Se questi monopoli esistessero per davvero, la risposta a questa domanda sarebbe un sonoro e solenne SI ed il merito di questa scoperta andrebbe interamente ad un celebre fisico britannico, Paul Dirac. Questi infatti è riuscito a dimostrare che l’esistenza di un monopolo magnetico spiegherebbe in maniera inequivocabile perché la carica elettrica ha esattamente il valore che oggi riusciamo a misurare!

Monopolo e carica elettrica sarebbero legate da una semplicissima equazione.

 

<<Si..ma che ci faccio con questi monopoli?>>

Domanda lecita da parte di mia mamma quando ho provato a raccontargli di questi simpatici oggettini, domanda che penso sorga lecita e spontanea alla maggior parte delle persone “non addette ai lavori”.

E’ bene dire, in realtà, che i monopoli magnetici non avrebbero ricadute materiali immediate. Non so se si potrebbero realizzare sistemi “elettronici” che funzionino a corrente di monopolo invece che a corrente elettrica, né se sarebbero utili in qualche modo. D’altra parte, come già detto prima, i fenomeni elettro-magnetici sono già ampiamente compresi e consolidati.

Qualcosa manca però.

Le leggi che regolano i fenomeni elettromagnetici non sono infatti perfettamente simmetriche. Quando prima abbiamo detto che fenomeni elettrici e magnetici sono due facce della stessa medaglia è stato omesso(volutamente) che non è possibile scambiare l’uno con l’altro, e questo è una vera seccatura per i fisici!

Questi infatti hanno il bisogno che tutto sia simmetrico! Ne abbiamo citato alcuni esempi negli articoli passati: particelle-antiparticelle, materia-antimateria.

Non c’è da stupirsi però; lo stesso essere umano è ossessionato dalle simmetrie, perché noi stessi siamo “costruiti” in maniera simmetrica. Tanto per fare un esempio, secondo alcuni studi si appare tanto più attraenti agli occhi degli altri, quanto più i nostri lineamenti sono simmetrici tra parte destra e sinistra del corpo!

In questo quadro, i monopoli completerebbero definitivamente la simmetria dei fenomeni elettromagnetici rendendo così la teoria molto ben strutturata(con buona pace dei fisici teorici).

Infine un aspetto più misterioso..

Una FanArt di stringa cosmica.

C’è un’altra ragione per cui i fisici inseguono questa teoria.

La presenza dei monopoli magnetici ha infatti un unico modo per non cadere in contraddizione con le teorie fisiche esistenti in questo campo, teorie che da più di un secolo sono perfettamente in accordo con quanto si osserva: i due poli Nord e Sud, i due monopoli, devono essere connessi da una stringa.

La teoria di Dirac infatti è una delle prime ad introdurre l’esistenza di questo strano oggetto, su cui al momento c’è una fortissima speculazione filosofica oltre che un enorme lavoro da parte dei fisici.

Se i monopoli fossero trovati, si potrebbe dunque avere una prima effettiva conferma della validità della tanto controversa teoria delle stringhe.

 

Perché non riusciamo a vedere i monopoli?

Non esistono, potrebbe essere la risposta più facile.

La realtà è che anche se esistessero non abbiamo al momento una tecnologia abbastanza avanzata per identificarli.

Badate che l’ipotesi dell’esistenza del bosone di Higgs fu teorizzata nel 1964 e scoperto solo nel 2012!

Le stesse onde gravitazionali, che in questi giorni stanno provocando tanto clamore, sono state trovate ben 100 anni dopo che Einstein ne ipotizzò l’esistenza.

Non è dunque il caso di scoraggiarsi. La caccia continua!

 

 

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