Waarom bestaan er geen monopoolmagneten?

Ze zitten op je koelkast, in elektromotoren en MRI-scanners. Magneten heb je overal in verschillende maten en toepassingen. Volgens sommigen hebben ze zelfs een genezende werking. Maar wat echt bijzonder is aan magneten is dat ze een noord- en een zuidpool hebben. De verschillende polen trekken elkaar aan en de gelijke polen stoten elkaar af. Probeer maar eens: leg een magneet op tafel en houd een andere ervoor. Trekt hij hem aan? Dan zal je zien dat, als je de magneet omdraait, hij de andere magneet af zal stoten! Maar WRM bestaat elke magneet uit twee polen?

Snij een magneet gewoon door!
Op ouderwetse magneten worden de twee polen wel eens aangegeven met twee kleuren. De bovenste helft is dan rood en de onderste blauw. Maar wat als je zo’n magneet doormidden snijdt? Heb je dan een losse noord- en zuidpool? Nee! Verrassend genoeg zal de ene helft van de halve magneet weer dienst gaan doen als noordpool en de andere als zuidpool. Je hebt dan twee nieuwe magneten (werkte het met geld ook maar zo!). Hoe kan dit? Bestaan er dan nergens losse noord- en zuidpolen, oftewel monopoolmagneten?

Minimagneetjes
Laten we bij het begin beginnen: hoe kan het dat als je een magneet in steeds kleinere stukjes snijdt, hij altijd twee polen blijft hebben? Als je helemaal in zou zoomen op een magneet, dan zou je daarin allemaal minimagneetjes zien, die je je voor kunt stellen als pijltjes. Al deze pijltjes wijzen dezelfde kant op; de kant van de punten is de ene pool en de kant van de staarten is de andere pool. Als je een magneet doormidden snijdt heb je dus weer aan de ene kant koppen en aan de andere kant staarten. Deze pijltjes ontstaan doordat een elektron (een klein deeltje met een elektrische lading, weet je nog?) aan het ronddraaien is. Het pijltje is dus niet iets wat je door kan knippen; het is er of het is er niet. Zelfs een minimagneetje, bestaande uit één pijltje, zal nog steeds een noord- en een zuidpool hebben.

Toch wel magnetische monopolen?
Dacht je dat je het nu snapte? Dan heb ik een verrassing. Paul Dirac (een erg slimme natuurkundige uit de jaren dertig) stelde dat er wel degelijk magnetische monopolen moeten zijn. Hij deed zelf geen onderzoek, maar had dit netjes op papier uitgerekend en liet het aan anderen over om deze mysterieuze magneten te vinden De meeste natuurkundigen zijn overtuigd van het bestaan van deze monopolen. Behalve dat hun bestaan dus belangrijk is voor de natuurkunde, hebben ze ook praktische toepassingen. Zo kun je met behulp van magnetische monopolen data veel efficiënter opslaan, wat het geheugen van computers verder kan verbeteren.

Tot nu toe zijn er echter nog geen monopolen gevonden, maar begin dit jaar is er in een Amerikaans lab wel een monopoolmagneet nagebootst. Hoe stel je je zo’n magneet dan voor? Stel dat je alle pijltjes zover krijgt om met hun punten naar buiten te staan en met hun staarten naar elkaar toe. Dan wijzen alle pijlen naar buiten heb je een monopool! Zoiets is in de natuur helaas nog niet gevonden, maar een nabootsing in een lab is al heel wat. Mocht er ooit een echte monopool gevonden worden, dan zal dat zeker een Nobelprijs opleveren. Dus ga vooral op zoek!

*afbeelding:echte_monopool*

Afbeeldingen: 
http://156ravikumarim20nitiepomcourse.blogspot.be/
http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_monopole#mediaviewer/File:Em_monopoles.svg
http://trollscience.com/troll/view/312
http://www.youtube.com/watch?v=_z8BGcmLq3U

Bronnen tekst:
Physics for scientists & engineers, Giancoli
www.newscientist.nl/nieuws/fysici-maken-magneet-met-enkel-een-noordpool/