MONOPÔLE MAGNÉTIQUE

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Depuis la découverte du magnétisme par l'ingénieur français Petrus Peregrinus de Maricourt, tous les objets magnétiques étudiés jusqu'à présent, qu'il s'agisse de notre Terre ou d'un simple barreau aimanté, du microscopique proton (10-12 mm) ou de l'électron pratiquement ponctuel, sont caractérisés par deux pôles magnétiques, généralement appelés nord et sud.

La recherche d'un monopôle magnétique a pourtant motivé très tôt la curiosité des physiciens, d'autant qu'électricité et magnétisme sont des phénomènes fort semblables et qu'un monopôle électrique comme l'ion H+ (ou proton) s'obtient très facilement en ionisant l'atome d'hydrogène, qui est lui-même un dipôle électrique, avec son pôle négatif, l'électron, et son pôle positif, le proton.

Dès 1931, Paul Dirac montre que, dans le formalisme quantique, l'existence de monopôles magnétiques expliquerait que les charges électriques sont toutes multiples d'une charge électrique élémentaire, celle de l'électron. Dirac établit que la charge magnétique du monopôle doit correspondre à environ 68,5 fois la charge de l'électron, ce qui doit permettre de l'identifier car cette charge magnétique élevée provoque deux réactions bien caractéristiques : le monopôle est facilement piégé par les matériaux ferromagnétiques et, lorsqu'il traverse un champ magnétique, il acquiert une grande énergie, ce qui l'accélère violemment.

Les monopôles peuvent venir de l'espace parmi les innombrables particules qui bombardent notre planète. Ils peuvent aussi se trouver prisonniers de noyaux de certains atomes comme ceux d'hydrogène et d'aluminium, alors appelés atomes monopôliques. Les recherches dans l'un et l'autre cas sont restées vaines ; les capteurs installés dans des ballons expédiés à haute altitude comme ceux installés à proximité d'expériences tentant d'éjecter les monopôles des échantillons choisis (de minerai de magnétite, d'eau de me [...]


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Écrit par :

  • : directeur de recherche au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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Pour citer l’article

Bernard PIRE, « MONOPÔLE MAGNÉTIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 15 décembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/monopole-magnetique/