I magneti regolari sono caratterizzati da due poli, un polo nord e un polo sud, e il loro comportamento è descritto dalle equazioni di Maxwell. Nel corso degli anni, sono state avanzate ipotesi sull’esistenza di monopoli magnetici, particelle fondamentali che possiedono solo un polo magnetico, sia nord che sud. Nonostante i ricercatori non abbiano ancora trovato queste particelle, hanno scoperto qualcosa di simile utilizzando l’emazite, una sostanza simile alla ruggine. Sulla superficie dell’emazite, sono emerse configurazioni magnetiche peculiari, misurate come quasiparticelle, che possono avere un solo polo magnetico, due poli magnetici o persino quattro poli magnetici. Queste quasiparticelle si muovono vorticando sulla superficie dell’emazite. È la prima volta che viene osservato un monopolo bidimensionale in un magnete naturalmente presente. Secondo il co-autore Professor Paolo Radaelli dell’Università di Oxford, questi monopoli sono uno stato collettivo di molti spin che ruotano attorno a una singolarità anziché una singola particella fissa. Pertanto, emergono attraverso interazioni di molti corpi. Il risultato è una piccola particella stabile localizzata con un campo magnetico divergente che ne esce, spiega il co-primo autore Dr Hariom Jani, anch’egli dell’Università di Oxford. La formazione di questi monopoli magnetici è collegata a una proprietà chiamata emergenza, in cui la combinazione di molte entità fisiche produce qualcosa di nuovo con proprietà che sono o più o diverse dalla somma delle sue parti. In questo caso, i monopoli e i quadrupoli derivano da entità che hanno la configurazione magnetica standard. Secondo il Professor Mete Atatüre, che ha guidato la ricerca, i magneti che utilizziamo quotidianamente hanno solo due poli: nord e sud. Nel XIX secolo, si ipotizzava l’esistenza dei monopoli, ma James Clerk Maxwell, con una delle sue equazioni fondamentali sull’elettromagnetismo, era in disaccordo. Atatüre afferma che se i monopoli esistessero e fossero isolati, sarebbe come trovare un pezzo mancante del puzzle che si pensava fosse perduto. Le misurazioni sono state effettuate utilizzando un ago di diamante in cui lo spin di un singolo elettrone è stato utilizzato per misurare con precisione il campo magnetico del materiale. La scoperta di come manipolare queste quasiparticelle potrebbe portare a una migliore tecnologia informatica, con una logica di memoria veloce ed efficiente dal punto di vista energetico. Lo studio è stato pubblicato su Nature Materials.
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