Una recente scoperta quantistica ha fornito prove sperimentali per una teoria vecchia di decenni riguardante il processo di decadimento di ipotetiche particelle note come monopoli. I monopoli, se esistessero, porterebbero un unico polo magnetico, a differenza dei normali magneti che hanno sia il polo nord che quello sud. La loro esistenza prevista deriva da alcune grandi teorie unificate che tentano di unificare le forze fondamentali della natura.

La teoria in questione, proposta negli anni '70 dai fisici Gerard 't Hooft e Alexander Polyakov, suggerisce che i monopoli possono decadere attraverso un processo chiamato produzione di coppie di Schwinger. In questo processo, il forte campo magnetico di un monopolo dà origine alla creazione spontanea di una coppia di particelle, un elettrone e un positrone, dal vuoto. Il monopolo perde energia in questo processo, causandone l'irradiazione e infine il decadimento.

Per testare questa teoria, un team di ricercatori guidati da fisici dell’Università della California, Berkeley, ha condotto esperimenti utilizzando ioni intrappolati e simulazioni quantistiche. Hanno creato un simulatore quantistico che assomiglia al campo magnetico di un monopolo controllando con precisione le interazioni tra i singoli ioni. Misurando le proprietà degli ioni intrappolati, hanno osservato modelli coerenti con il processo di produzione della coppia Schwinger.

Questa verifica sperimentale segna un progresso significativo nella nostra comprensione del comportamento dei monopoli, anche se in un ambiente simulato. Sebbene l’esistenza dei monopoli non sia stata confermata sperimentalmente fino ad oggi, questa scoperta quantistica rafforza il quadro teorico che circonda le loro proprietà ipotizzate e i meccanismi di decadimento.

I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati sulla rivista "Nature". La capacità di studiare il decadimento dei monopoli in un ambiente controllato apre la strada a ulteriori indagini sulle proprietà fondamentali delle cariche magnetiche e contribuisce potenzialmente a grandi teorie unificate che cercano di unificare le leggi della fisica.