XXV. LAS PROPIEDADES DEL MONOPOLO MAGN�TICO

TENEMOS, pues, que el formalismo de Schr�dinger, el principio de equivalencia de Dirac y la electrodin�mica llevan por fuerza a la siguiente conclusi�n: si hay un monopolo magn�tico de intensidad m, entonces 2me = nc, y la carga el�ctrica est� cuantizada.

Ya hemos mencionado la relaci�n adimensional c/e²=137. De aqu�, y con el valor m�s peque�o posible de n, n = 1, tenemos

para la intensidad m�nima del polo magn�tico. Es decir, el monopolo es cerca de 70 veces m�s intenso que la carga el�ctrica; el monopolo es, por decir lo menos, algo "grandote" comparado con un electr�n.

Veamos ahora c�mo podr�a aparecer un monopolo desde el punto de vista experimental. Primero, nos damos cuenta de que el monopolo es estable, pues al igual que la conservaci�n de la carga, las ecuaciones de Maxwell exigen la conservaci�n de la intensidad de los polos magn�ticos. La �nica forma de aniquilar un monopolo, digamos sur, ser�a haci�ndolo chocar contra otro de signo opuesto: el monopolo norte ser�a la antipart�cula del monopolo sur. Por la acci�n rec�proca, se busca crear un par monopolo-antimonopolo con los grandes aceleradores hoy disponibles. Este fen�meno de creaci�n de pares magn�ticos no ha sido observado hasta el presente.

Si un monopolo de Dirac existiera, �qu� trazas dejar�a al cruzar la materia? Al pasar, con gran velocidad, a trav�s de un material, se producir�a una fuerte ionizaci�n de los �tomos que encontrara el monopolo en su camino. Es decir, el monopolo sacar�a los electrones de la influencia del n�cleo at�mico, arranc�ndolos violentamente del �tomo. Este proceso de ionizaci�n tambi�n lo causa una carga el�ctrica, pero de manera menos brusca. Veamos la comparaci�n entre ambos procesos.

Una part�cula cargada que pase cerca de un �tomo podr� jalar alguno de sus electrones y as� ionizarlo. La fuerza entre carga y electrones es proporcional a la carga en la part�cula, digamos Ze; esta fuerza act�a durante un intervalo de tiempo que es inversamente proporcional a la velocidad de la carga: mientras m�s despacio se mueva, mayor es el "da�o" que causa al �tomo. A medida que la carga pierde energ�a, su velocidad decrece y la ionizaci�n aumenta. Hacia el final de la traza, �sta se vuelve m�s gruesa.

Ahora tomemos en lugar de una carga un monopolo de Dirac. El campo el�ctrico producido por un monopolo al moverse es semejante al campo magn�tico producido por una carga el�ctrica, seg�n vimos en la Figura 13. Si el monopolo cruza la materia con velocidad v, la fuerza que produce sobre los electrones at�micos ser�a proporcional a v. Para tener el efecto que causa, habr� que multiplicar la fuerza por el intervalo de tiempo que act�a; este �ltimo es, como antes, inversamente proporcional a v. �El efecto es independiente de la velocidad del monopolo! En consecuencia, la traza que deja a su paso no se engruesa al final; as� podemos detectar el paso de un monopolo.

Por otro lado, el monopolo tiene una carga m que es much�simo mayor que la el�ctrica. Por ello m ioniza con una efectividad 10 000 veces mayor que una carga e. Al cruzar las placas con emulsi�n fotogr�fica que usan los f�sicos para detectar part�culas, el monopolo dejar�a una traza miles de veces m�s negra que la que deja un electr�n que se mueva con la misma velocidad. Tambi�n, gracias a esta fuerte ionizaci�n que induce, m pierde energ�a m�s r�pidamente que e y las trazas son m�s cortas.