Monopolos magnéticos en una red hexagonal de nanoimanes observados a temperatura ambiente con un microscopio de fuerza magnética

Por Francisco R. Villatoro, el 17 abril, 2010. Categoría(s): Ciencia • Física • Nanotecnología • Noticias • Physics • Science ✎ 1

Los monopolos magnéticos se observaron el año pasado en hielos de espines temperaturas cercanas al cero absoluto. Investigadores del Imperial College de Londres han logrado observar monopolos magnéticos a temperatura ambiente en un material que presenta nanoimanes distribuidos en una estructura cristalina hexagonal. Los nanoimanes han sido observados gracias a un microscopio de efecto túnel que utiliza una sonda magnética. Un trabajo espectacular que nos relatan los propios investigadores en un vídeo que ofrece la web del Imperial College y que hay que ver. El vídeo lo he visto citado en PhysOrg.com (en español en Axxon.com.ar). El investigador principal, Will Branford, y el primer autor, Sam Ladak, «nos explican cómo funcionan los imanes y por qué motivo están tan emocionados por su nuevo descubrimiento.» El artículo técnico es S. Ladak, D. E. Read, G. K. Perkins, L. F. Cohen, W. R. Branford, «Direct observation of magnetic monopole defects in an artificial spin-ice system,» Nature Physics, Advance online publication, 11 April 2010. Como curiosidad, la información suplementaria incluye una animación en PDF. ¿Animación en PDF? Un fichero con una imagen en cada página de tal forma que si pasas las páginas rápidamente logras el mismo efecto que una animación.

Los monopolos que se observan en hielos de espines no son partículas elementales como los monopolos magnéticos libres predichos por Dirac en 1931. Más bien son defectos móviles en el material que se comportan de forma efectiva como monopolos magnéticos. Son análogos en física de la materia condensada a los monopolos magnéticos predichos por Dirac. El material estudiado es una red hexagonal de nanoimanes de cobalto, cada uno con dos polos (norte y sur). En un vértice de esta red confluyen tres polos (tres nortes, tres sur, dos nortes y un sur, o dos sur y un norte). Obviamente, esta configuración es inestable y uno de los nanoimanes espontáneamente se invierte, conduciendo a la generación de polos (norte o sur) que se mueven por los vértices de la red. En ciertas circunstancias, estos defectos móviles en el material (puntos «gordos» en naranaja y azul en la figura de arriba) se comportan como monopolos magnéticos. En el material, siempre hay el mismo número de monopolos norte y monopolos sur, pero cuando están separados el campo magnético efectivo que los investigadores han medido con un microscopio de fuerza magnética es del todo similar al que produciría un monopolo magnético aislado. Un gran trabajo técnico, sin lugar a dudas.



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