UABDivulga - Barcelona recerca i innovació

Un dels "dogmes" de la Física que més perduren com a veritat incontrovertible, malgrat la tenacitat en intentar demostrar que és fals per part de grups i científics il·lustres és aquell que estableix que el flux del camp vectorial d'inducció magnètica B a través d'una superfície tancada qualsevol és nul, la qual cosa es pot traduir concloent que els monopols o càrregues magnètiques no existeixen en la natura en forma de partícules elementals. I això és així, per ara, encara que en els temps llunyans de 1931, P.A.M. Dirac publiqués un article primitiu i seminal [1] on deia que perquè la "quantització" de la càrrega elèctrica fos una realitat era necessària l'existència de la càrrega magnètica. Posterior a aquest any, s’han publicat molts treballs referent a aquesta investigació, així com les propietats d'aquests monopols i conseqüències sobre l'anomenada Electrodinàmica dual. No obstant això, pel que sembla, fins ara la detecció empírica de tals càrregues en partícules elementals lliures i en el buit ha estat infructuosa.
 

No obstant això, en l'interior d'alguns materials, els denominats "spin-ICES", que són compostos de qualsevol lantànid, juntament amb titani i oxigen, en proporció 2-2-7 per molècula, amb estructura cristal·lina del tipus de piroclor i a una temperatura entre 0.07 i 1.00 kelvin, entitats denominades quasipartícules, que són estats excitats resultants de modificacions de les seves estructures magnètiques globals, mimetitzen les propietats que se suposa que han de tenir les càrregues o monopols magnètics [2,3]. F.I. López Bara and F. López Aguilar [4], van analitzar les dues transicions de fase termodinàmiques d'aquests compostos. La primera d'elles entre 0.10 i 0.20 kelvins transita el sistema global d'un estat fonamental amb imantació zero a un condensat de Bose els components individuals dels quals són dipols magnètics que es formen a aquestes temperatures. Aquesta anàlisi es presenta en l'article "Two fluid model in low energy excited states within the spin-ice systems". En ell, es donen de forma explícita i analítica les condicions que s'han de complir perquè el condensat de Bose es converteixi en un BEC (Bose-Einstein condensate). En una segona transició de fase de segon ordre, els dipols es trenquen i es formen càrregues magnètiques lliures que constitueixen un plasma magnètic. La temperatura de transició a aquest plasma magnètic pot variar entre 0.6 i 1.0 kelvin en compostos spin-ICES naturals. Tant l'anàlisi de les dues fases com les seves transicions s'analitzen mitjançant potencials termodinàmics i a partir dels quals es proporcionen de forma analítica les calors específiques i l'entropia; els valors d'entropia de saturació (NKln2) s'obtenen en el límit de la fase de plasma i la residual de Pauling [0.5NKln (1.5)] en l'estat BEC a T<0.07 kelvin. L'estudi de la Electrodinámica dual en aquest plasma pot arribar a conduir a la possible construcció de dispositius "magnetrònics" en semblança dual als dispositius electrònics.