科学家找到磁单极子存在证据
互联网 / houtizong 发布于 3年前 78
数十年来，科学家一直在寻找磁单极子：一种不同于传统磁体的粒子，只具有北极或南极的单一磁极。在本周出版的《科学》杂志上，两个凝聚材料物理学家团队分别独立的宣布探测到了磁单极子，而预印本网站arXiv.org上的两篇未发布论文，则提供了更多 证据。英国物理学家Paul Dirac在1931年利用数学公式首次预言了磁单极子的存在，当时他认为既然带有基本电荷的电子在宇宙中存在，那么理应带有基本“磁荷”的粒子存在。美国物理学家Nathan Seiberg和威滕（Edward Witten）于1994年首次证明磁单极子存在理论上的可能性。但在先前进行的研究中，科学家主要通过间接测量的方式寻找磁单极子，但在本周出版的《科学》杂志上，研究人员首次直接通过实验记录到磁单极子对自旋冰(spin ice)晶体的作用。法国Laue-Langevin研究院Tom Fennell领导的团队和Helmholtz Centre Berlin for Materials and Energy的Jonathan Morri领导的团队都从自旋冰晶体观察到了类似磁单极子的粒子，在自旋冰晶体中磁性离子的排列与冰中氢离子的排列相近。磁性离子位于四面棱体的各个顶点上，在接近绝对零度的温度下，它们会以一个简单的法则组织起来：每个四面体上，两个离子向内朝着中心指向北极，另外两个向外。为了观察磁单极子，研究人员利用中子去测量自旋冰晶体内原子的散射模式。结果发现，散射的变化与假设磁单极子存在的计算机模型预测的一致。arXiv.org上的一篇预印本称每个磁单极子的磁荷为4.6x10-13焦耳/特斯拉米。
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