In de natuur hebben we nog nooit een zogenoemde magnetische monopool waargenomen. Wel hebben onderzoekers er nu een weten te simuleren.

Elke magneet heeft een noord- en een zuidpool. Snijd je zo’n magneet vervolgens in tweeën, dan blijkt elke helft ook weer een noord- en een zuidpool te hebben. Een losse pool zul je dus nooit zien. Toch zouden deze zogenoemde magnetische monopolen kunnen bestaan, stelde de Britse natuurkundige Paul Dirac in 1931. Alleen: tot nu toe is het nog op geen enkele manier gelukt om er een waar te nemen. Maar natuurkundigen onder leiding van David Hall hebben er nu wel een gemaakt in het lab – soort van.

Het hoofdingrediënt van de monopool van Hall en collega’s is een wolk van ongeveer een miljoen atomen. Bij een extreem lage temperatuur gedragen die atomen zich samen als één groot deeltje: een ‘superatoom’ (of, in vaktermen, een Bose-Einsteincondensaat). Dit superatoom wisten de onderzoekers vervolgens met magneetvelden zo te manipuleren, dat er een soort draaikolk in ontstond. En het midden van die draaikolk heeft de eigenschappen van een magnetische monopool.

Pseudo-monopolen

Op die manier een magnetische monopool ‘maken’ is ontegenzeggelijk een knap staaltje werk. Wel mogen er wat kanttekeningen bij. Allereerst kunnen Hall en collega’s niet helemaal een first claimen. Er zijn al eerder (niet-natuurlijke) magnetische monopolen waargenomen in het lab, bijvoorbeeld in 2009 – zij het dat daarbij heel andere methodes werden gebruikt.

Ten tweede gaat het hier niet om een natuurlijke monopool zoals Dirac die in de jaren dertig voor zich zag, zegt natuurkundige Philippe Mermod, die bij CERN meewerkt aan het monopoolexperiment MoEDAL. “De argumenten die de onderzoekers geven, overtuigen me er ook niet van dat wat zij hebben gezien een goede analogie is voor the real thing. Het was waarschijnlijk beter geweest – en minder verwarrend – als ze hadden gesproken over ‘pseudo-monopolen’.”

Of de monopolen die Dirac bedacht echt bestaan, is dus ook na deze publicatie nog steeds een open vraag. Wel menen de onderzoekers dat hun experiment dit soort exotische deeltjes waarschijnlijker maakt en de zoektocht ernaar vergemakkelijkt.

Het onderstaande filmpje doet een poging een en ander te visualiseren. Of je er veel wijzer van wordt, betwijfelen we – maar je krijgt er wel een aardig muziekje bij…

Bronnen: Nature, Nature News, Amherst College via Phys.org