XXXI. UN EXPERIMENTO CUIDADOSO

EN el volumen 48 del n�mero correspondiente al 17 de mayo de 1982 del Physical Review Letters —revista norteamericana donde se presentan los m�s nuevos descubrimientos en f�sica y en la cual ans�an publicar todos los f�sicos que trabajan en Estados Unidos—, Blas Cabrera informa sobre los primeros resultados de un detector superconductor para monopolos magn�ticos en movimiento. Dado lo acucioso y bien planeado que es este experimento, vale la pena describirlo con detalle. As� aprendemos c�mo se hace bien el trabajo experimental en f�sica.

Como ya dijimos, se trata de medir el cambio en el flujo magn�tico en un anillo superconductor. En el experimento se construy� una peque�a bobina de cuatro vueltas, con un di�metro de cinco cent�metros y se le coloc� de tal manera que su eje estuviera vertical. La bobina se conect� a un precioso aparato llamado SQUID por sus siglas en ingl�s: Superconducting quantum interference device, construido por una compa��a de alta tecnolog�a de San Diego, California. El paso de un monopolo de Dirac alterar�a ocho veces el flujo magn�tico fundamental c/2e. Un factor 4 viene del n�mero de vueltas en la bobina y un factor 2 del hecho que el monopolo 4m es igual a 2 (hc/2e). Tanto la bobina como parte del SQUID se colocaron dentro de un cilindro de un metro de largo y 20 cm de di�metro. Este cilindro se hac�a tambi�n superconductor para blindar a la peque�a bobina del campo magn�tico exterior. Todav�a m�s: todo el sistema se met�a dentro de otro cilindro, fabricado con un material llamado metal m, lo que mejora el blindaje. Como se ve, el experimento requiere de muchos cuidados.

Luego se calibr� el detector y se midi� su sensitividad con tres m�todos diferentes. Los tres procedimientos dieron el mismo resultado. Se estim� tambi�n lo que ocurrir�a si el monopolo golpeara al SQUID o cruzara por el cilindro superconductor. Se dej�, finalmente, correr el experimento, registrando flujos como los que se ven en la Figura 27 durante 151 d�as. En la figura son evidentes los disturbios causados por el cambio de nitr�geno l�quido, cada d�a, o por el recambio semanal del helio l�quido. Finalmente, el 14 de febrero de 1982, hubo un cambio brusco en el flujo, el detector respondi� con un flujo exactamente igual a 8 ( c/2e), como si hubiera pasado por ah� un monopolo de Dirac. La famosa gr�fica de Cabrera se ha mostrado ya, en la Figura 2. Con una peque�a incertidumbre, Blas Cabrera dice cautelosamente: este evento, el m�s grande que se ha registrado, es consistente con el paso de una carga de Dirac.

Figura 27. Grabaciones del flujo magn�tico en el experimento de Cabrera, obtenidas en tres d�as diferentes. Se observan las fluctuaciones al tiempo del recambio de los l�quidos refrigerantes, como el nitr�geno o el helio l�quidos.

Cuando se encuentra algo tan impresionante como lo hallado por Cabrera y tan buscado por muchos otros f�sicos del mundo, m�s vale ser cauteloso e imaginar todas las posibles fuentes de error. He aqu� las que se le han ocurrido al nieto de don Blas:

1) Las fluctuaciones en el voltaje de la l�nea, que se produjeron adrede al cortar la alimentaci�n el�ctrica y crear los correspondientes transistorios, no produjeron respuesta del detector.

2) La interferencia por radiofrecuencia, causada por las escobillas de un motor de un reactor de pelo, no produjo tampoco se�al alguna, aun cuando operara en la vecindad del aparato.

3) Los cambios en campos magn�ticos externos se aten�an exponencialmente; la contaminaci�n ferromagn�tica se hace m�nima, al haber usado t�cnicas de montaje extremadamente limpias; esa baja contaminaci�n fue comprobada con las medidas de un magnet�metro, hechas dentro del blindaje.

4) La corriente cr�tica en la bobina, que destruir�a sus propiedades superconductoras, es l0⁸ veces mayor que la producida por el supuesto paso del monopolo.

5) Se generaron golpes mec�nicos al aparato, golpe�ndolo con el mango de un desarmador. En dos de veinticinco ocasiones, el flujo lleg� a ser tres cuartas partes de lo esperado con la carga de Dirac; sin embargo, hubo inestabilidades durante la hora siguiente al golpe.

6) No hubo sismo alguno el 14 de febrero de 1982.

7) Un rayo c�smico muy energ�tico que cruzara el alambre subir�a la temperatura localmente por menos de un cent�simo de Kelvin. Este cambio no basta para destruir la superconductividad, pues para ello se requiere un cambio de 5 Kelvin.

Luego de todo lo anterior, ah� queda el solo evento observado por Cabrera, que quiz� haya sido el paso del monopolo magn�tico de Dirac.