Simulación de la dispersión de la nube de ceniza proveniente del volcán islandés Eyjafjallajökull con su previsión hasta el 20 de abril de 2010. La animación está realizada por el Centro Fenomeni Estremi dell’Università de L’Aquila (CETEMPS). Visto en “L’eruzione del vulcano islandese Eyjafjallajokull: previsioni della nube di ceneri,” Tecnoetica, 18 Aprile 2010.
La mayoría de los premiados con el premio Nobel guarda su medalla Nobel en su caja fuerte y lucen una réplica en la mayoría de los actos en los que presumen de su premio. Pocos guardan su medalla en la caja fuerte de su casa, por si las moscas. Stephen Beaulieu, ladrón, robó el 16 de marzo en la casa del Premio Nobel Roy J. Glauber (84 años), saqueó su caja fuerte y se llevó el original de su medalla Nobel entre otros enseres, una réplica de la medalla y la Medalla de Oro del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, CSIC, que la ministra de Ciencia e Innovación, Cristina Garmendia, le entregó el 22 de Abril de 2008. El 10 de abril de 2010 la policía arrestó al ladrón, pero sin poder recuperar aún la medalla. ¿Qué puede hacer un ladrón que encuentre una medalla Nobel en su botín? Como es de oro de 24 quilates, puede fundirla… Los interrogatorios tendrán que desvelar lo que ha hecho Beaulieu con ella. Visto en Lubos Motl, “Roy Glauber’s Nobel Prize stolen,” April 17, 2010; Sydney Lupkin, “Cops keep eyes on finding Nobel Prize,” Boston Herald, April 17, 2010; foto del ladrón en Bob Sprague, “Arlington police track down suspect nabbed in Nobel theft,” 16 April 2010; “Cristina Garmendia recibe al premio Nobel de Física Roy J. Glauber. El CSIC le ha entregado hoy la Medalla de Oro,” SINC, 22 Abril 2008.
Los monopolos magnéticos en hielos de espines son perfectamente compatibles con las leyes de Maxwell y de la electrodinámica de los medios continuos. No existen los monopolos magnéticos como objetos (partículas) elementales. En física de la materia condensada se observan configuraciones de campos electromagnéticos que se asemejan a los que produciría un monopolo magnético. Una conferencia de Steven Bramwell (uno de los físicos que observaron por primera vez monopolos magnéticos en hielos de espín el año pasado) ha sido la chispa que ha encendido la mecha del artículo de Bee, “Magnetic Monopoles in Spin Ice,” Backreaction, April 17, 2010, que me voy a permitir el lujo de resumir en español.
La aguja de Coulomb. Coulomb, descubridor de la ley que lleva su nombre para el potencial eléctrico de una carga puntual, también pensó y trató de medir el potencial magnético producido por una carga magnética puntual. Para ello trató de medir el campo magnético alrededor de la punta de una aguja muy fina. Lo que Coulomb descubrió es que las líneas de campo magnético que atraviesan el interior de la aguja y salen por su punta se cancelan exactamente con las que salen por el cuerpo de la aguja hacia el exterior. El resultado de su experimento es que no hay cargas (fuentes) de campo magnético. Ahora bien, cuando un imán (con dos polos) se rompe en dos trozos obtenemos dos imanes más pequeños (ambos con dos polos). Para “crear” en laboratorio un análogo a un monopolo magnético tenemos que crear algo parecido a la aguja cuyo campo magnético quiso medir Coulomb, deformarla y sumergirla en un pajar de tal forma que lo único que se pueda medir del sistema en su conjunto sea el campo magnético en las puntas de la aguja. Este campo se parecerá al de un monopolo magnético.
Hielos de espines. En el hielo las moléculas de agua se comportan como pequeños tetraedros con un átomo de oxígeno en el centro rodeado por 4 átomos de hidrógeno, dos de los cuales están muy cerca (“pertenecen” a la molécula del agua del oxígeno central gracias a enlaces covalentes, color celeste) y los otros dos están más lejos (“pertenecen” a oxígenos vecinos gracias a “puentes de hidrógeno”, color rojo). Los hielos de espines son materiales que presentan una estructura tetraédrica similar a la del hielo. En lugar de los átomos de hidrógeno hay átomos de titanio o de tierras raras, como el holmio, en los vértices de los tetraedros. Estos átomos metálicos tienen momentos magnéticos que en una configuración tetraédrica sólo pueden apuntar hacia adentro o hacia afuera, como las flechas de la figura.
Monopolos magnéticos en un plano. Visualizar monopolos magnéticos en 3D parece más difícil que hacerlo en 2D, como se muestra en la figura de abajo izquierda. Las flechas son imanes y cada cuadrado debe tener dos flechas en sus vértices apuntando hacia adentro y dos flechas apuntando hacia afuera. En esta configuración un defecto consiste en invertir la dirección de una flecha (figura de abajo centro). Este defecto equivale a la aparición de un imán con dos polos, un polo norte (rojo) con tres flechas apuntando al centro del cuadrado y un polo sur (verde) con tres flechas apuntando hacia afuera. La medida del campo magnético producido por esta configuración muestra que es equivalente al producido por un imán con dos polos. La figura de abajo derecha muestra lo que pasa cuando estiramos el imán cambiando la dirección de la flecha superior derecha del polo sur (verde). Los polos se separan. Aplicando este procedimiento en reiteradas ocasiones podemos separar los polos una distancia suficientemente grande como para que el campo magnético alrededor de uno de dichos polos no se vea afectado por el otro polo y se comporto como un monopolo magnético.
En un hielo de espín real se producen varios defectos simultáneamente que se observarán como múltiples monopolos que estarán conectados entre sí por el equivalente a varias agujas de Coulomb deformadas. De hecho, cada dos monopolos de carga opuesta está conectado por una aguja de Coulomb, como muestra la figura de abajo (donde sólo se han dibujado algunas agujas, el lector puede dibujar muchas más). Esta multiplicidad de conexiones entre los monopolos opuestos es lo que nos permite afirmar que ya no están conectados entre sí los monopolos que inicialmente lo estaban, por lo que podemos considerarlos como monopolos libres que pueden moverse de forma independiente. La aguja queda “oculta” en el pajar y los físicos experimentales pueden medir tranquilamente los defectos como monopolos magnéticos.
