A differenza dell’elettricità, che è determinata da cariche elettriche elementari associate a particelle, il magnetismo, fino a non molto tempo fa era ritenuto, tutt’al più, un utile parametro macroscopico. Di conseguenza, il trasporto di cariche magnetiche è un tema ancora relativamente poco esplorato.

È stato teorizzato che dei material noti come “ghiacci di spin” potessero esibire delle quasi-particelle con le proprietà di un monopolo magnetico, che avessero dei comportamenti macroscopici tipici dell’analogo elettrico, ad esempio un potenziale coulombiano e la generazione di correnti magnetiche, la cosiddetta “magnetricità” (inglese “magnetricity”). 

Un gruppo di fisici di Londra, Oxford e Grenoble, S. T. Bramwell, S. R. Giblin, S. Calder, R. Aldus, D. Prabhakaran e T. Fennell,  ha per la prima volta dimostrato sperimentalmente l’esistenza di tali quasi-particelle e del relativo comportamento “magnetrico” in un materiale reale, il ”ghiaccio di Spin” Dy₂Ti₂O₇.

In un ghiaccio di spin, gli atomi sono orientati in modo che i momenti magnetici di atomi adiacenti si annullino. Tuttavia, fornendo energia al sistema è possibile invertire lo spin di alcuni atomi, creando delle aree in cui i momenti magnetici di atomi adiacenti si combinano, creando una quasi-particella dotata di carica magnetica. Tale effetto si può propagare alle celle adiacenti, di fatto generando dei monopoli magnetici che si muovono all’interno della struttura cristallina.

Naturalmente qui non parliamo di particelle aventi natura fondamentale, tuttavia si tratta di una scoperta di estrema importanza in quanto apre un nuovo campo di ricerca e ad applicazioni che oggi è difficile prevedere. Le più ovvie riguardano memorie nanometriche per computer, ma si può già da oggi prevedere la nascita di una nuova disciplina: la “magnetronica”.

Per approfondire:

• L’articolo pubblicato su Nature
• Una mini-lezione in 4 minuti sulla magnetricità del professor Branwell (dal sito dell’University College di Londra)
• La press release dal sito UCL
• Articolo di New Scientist sul tema

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