monopolo magnético

monopolo magnético

(magnetic monopole) Fís. Partícula hipotética que tendría carga magnética no nula, positiva (o negativa), y sería por tanto fuente (o sumidero) de líneas de campo de la inducción magnética. No se han encontrado hasta la fecha cargas magnéticas aisladas; el campo magnetostático producido por cualquier sistema estacionario de partículas conocidas carece de componente monopolar. Dirac demostró en 1931 que la existencia de tan solo un monopolo magnético en el universo bastaría para probar la observada discretización de la carga eléctrica; concretamente, si ${q_{\rm{e}}},\,{q_{\rm{m}}}$ son dos cargas, una eléctrica y otra magnética, arbitrarias, la inobservabilidad cuántica de la cuerda de Dirac exige que se cumpla la relación de cuantificación de Dirac ${({k_{\rm{e}}}{k_{\rm{m}}})^{1/2}} \displaystyle \frac{{{q_{\rm{e}}}{q_{\rm{m}}}}}{\hbar c} \in {\textstyle{1 \over 2}}\mathbb{Z}$, donde: ${k_{\rm{e}}}$ es la constante eléctrica de Coulomb, y ${k_{\rm{m}}}$, que bien podría llamarse constante magnética de Coulomb, es el factor de proporcionalidad que interviene en la ley de Coulomb para la fuerza ${{\boldsymbol{F}}_{12}} = {k_{\rm{m}}}\displaystyle\frac{{{q_{{\rm{m1}}}}{q_{{\rm{m2}}}}}}{{r_{12}^2}}{{\boldsymbol{\hat r}}_{12}}$, $\,{{\boldsymbol{r}}_{12}} = {{\boldsymbol{r}}_2} - {{\boldsymbol{r}}_1}$, entre dos monopolos de cargas magnéticas ${q_{{\rm{m1}}}},\,{q_{{\rm{m2}}}}$, situados en los puntos ${{\boldsymbol{r}}_1},\,{{\boldsymbol{r}}_2}$. En el SI hay dos alternativas para ${k_{\rm{m}}}$, dependientes de si medimos las cargas magnéticas en Wb, o si lo hacemos en A · m, es decir, si ${k_{\rm{m}}}\displaystyle\frac{{{q_{\rm{m}}}}}{{{r^2}}}$ mide la intensidad del campo $\boldsymbol B$, o bien la del campo $\boldsymbol H$, creado en el vacío por la carga ${q_{\rm{m}}}$ a distancia $r$; en el primer caso, ${k_{\rm{m}}} = \displaystyle\frac{1}{{4\pi {\mu _0}}}$, y la regla de cuantificación queda en la forma ${q_{\rm{e}}}{q_{\rm{m}}} \in 4\pi \hbar \;\,{\textstyle{1 \over 2}}\mathbb{Z}$, mientras que en la segunda opción, ${k_{\rm{m}}} = \displaystyle\frac{{{\mu _0}}}{4\pi }$, y la regla de cuantificación queda en la forma ${q_{\rm{e}}}{q_{\rm{m}}} \in 4\pi {\varepsilon _0}\hbar {c^2}\;\,{\textstyle{1 \over 2}}\mathbb{Z}$. En el sistema cegesimal gaussiano, ${k_{\rm{e}}} = {k_{\rm{m}}} = 1$, y ${q_{\rm{e}}}{q_{\rm{m}}} \in \hbar c\;\,{\textstyle{1 \over 2}}\mathbb{Z}$.