Ya hemos hablado de la utilidad de la Ley de Gauss para calcular campos gravitatorios así como de algunos artilugios imposibles hechos con imanes que se encuentran dentro del mundo de la ciencia, pero precisamente hoy, ha saltado una noticia importante en el campo de la física relacionada con estos dos temas: la confirmación de la existencia de monopolos magnéticos.
¿Qué son los monopolos magnéticos?
Como recordareis, la Ley de Gauss es una maravillosa argucia que permite calcular el flujo de campo y consecuentemente el valor del campo en sí, como proporcional a la magnitud fundamental que genera la masa en el caso gravitatorio y la carga en el eléctrico.
En una forma estricta y para el caso eléctrico, la Ley de Gauss puede escribirse como se ve a continuación:
La expresión de esta ecuación hace notar que, dada una superficie cerrada, la cantidad de líneas de campo que salen de ella menos las que entran es proporcional a la carga que encierra. Es decir, podemos conocer que existe una carga eléctrica en su interior.
Cuando se trabaja con campos magnéticos, existe una ley análoga a esta anterior, que se denota de la siguiente manera:
En este caso, el número de líneas que entran es igual al número de ellas que salen. Es decir, todas las líneas que entran en la superficie salen de esta y por tanto, no se puede aislar una “carga” magnética nunca. Cotidianamente esto se puede observar con un imán de barra corriente, ya que si rompemos este imán en dos, cada pedazo tendrá su propio polo sur y su propio polo norte, impidiendo aislar un monopolo.
La ciencia y los monopolos
Estas dos ecuaciones forman parte de lo que se conoce como Ecuaciones de Maxwell, que son las leyes fundamentales del electromagnetismo.
Desde que se formularon a finales del Siglo XIX, la gran “pega” que se le ha encontrado a estas ecuaciones es que no son simétricas y tienen falta de armonía. Podemos relacionar el campo eléctrico con una densidad de carga pero no podemos hacer lo mismo con el campo magnético.
En los años veinte, Paul Dirac, uno de los grandes cientifico de la época, postuló la posibilidad de que los monopolos magnéticos, es decir cargas magnéticas aisladas, pudiesen existir como fenómeno cuántico. Y no solo eso, si no que dedujo la carga del electrón como ligada a su existencia.
Es decir, valores como la mencionada carga del electrón o la constante de gravitación universal se han de fijar como resultado de experimentos. Sin embargo, desde cierta sección de la física teórica moderna, se supone que una teoría completa del cosmos debe deducir estos valores y no permitir que sean arbitrarios.
La existencia de monopolos magnéticos
Precisamente, lo que hizo Dirac es predecir que, de existir monopolos magnéticos, la carga del electrón debía ser la que es y no otra.
Estos científicos afirman y así indican sus resultados, haber encontrado monopolos magnéticos como resultado de un proceso de aparición de “cuerdas de Dirac” en un sólido cristalino. Así pues, los monopolos aparecerían como el final de los hilos al cruzar la frontera del cristal.