一个只有一根杆的磁铁

任何孩子都可以告诉您,磁铁有一个“北”和一个“南”杆,如果您将其分成两块,您总是会得到两个较小的磁铁,并带有两个杆子。但是,在过去八年中,科学家已经花费了大部分时间,试图找到只有一根杆的磁铁。一个在国家标准技术研究所(NIST)找到了一个。

当在旋转冰晶体的一个角落旋转离子的旋转歪斜,形成单极(红色球体)和相邻的抗巨骨(蓝色球体)时,就会创建磁单孔(顶部)。NCNR的中子散射使团队可以看到旋转冰从正常状态(中心)向单极状态的过渡。单孔以明显的方式散射中子(底部)的红色箭头表示。

1931年,物理界的摇滚明星之一保罗·迪拉克(Paul Dirac)做出了一个令人震惊的预测,即“磁性单极”,或者只有一个北方或南方的颗粒,应该存在。欧洲杯猜球平台他的结论源于研究一组著名的方程式,这些方程式解释了电力与磁性之间的关系。麦克斯韦方程适用于长期已知的电动单极颗粒,例如带电的电子和带正电荷的质子。欧洲杯猜球平台但是,尽管迪拉克的预测,但没有人发现磁性单极颗粒。欧洲杯猜球平台

现在,由东京大都会大学Hiroaki Kadowaki领导的NIST中子研究中心(NCNR)的研究小组已找到了下一个最好的事情。通过创建在某些条件下形成大型分子大小的单孔的化合物,其行为完全按照预测的颗粒的应有的作用,团队已经找到了一种探索实验室中磁性单极管的方法,而不仅仅是在黑板上。欧洲杯猜球平台(另一个同时工作的研究团队上个月在科学上发表了类似的发现。)欧洲杯线上买球

NIST物理学家杰夫·林恩(Jeff Lynn)说:“这些欧洲杯猜球平台不是单极粒子狄拉克预测的 - 相比之下,它们的行为就像它们一样。”“它们的特性将使我们能够测试理论单极颗粒应如何行为和相互作用。”欧洲杯猜球平台

该团队在用氧,钛和膨胀症制成的化合物中创建了单孔,当冷却至几乎绝对的零时,形成了科学家所谓的“旋转冰”。材料将四个晶体冻结成四边的晶体(具有三角形底座的金字塔)和磁取向或四个尖端的离子的“自旋”,以使它们的旋转是平衡的,两个旋转是向内旋转的,两个向外指向。但是,使用NCNR的中子梁,该团队发现他们可以敲打其中的一个旋转,以便相反,三分是……“创建一个单子或至少其数学等效量,”林恩说。

因为每个晶体金字塔都与相邻金字塔共享四个尖端,所以在下一个金字塔中翻转一个尖端的旋转会产生“抗单向onopole”。该团队在相对较大的自旋冰中反复创建了单极 - 抗抗斜杆对,从而使他们能够通过高级成像技术(例如中子散射)来确认单极的存在。

尽管这些发现不会告诉团队在宇宙中搜索狄拉克仍然难以捉摸的磁性单极颗粒的位置,但林恩说,检查旋转冰将允许科学家测试有关单极管的某些预测。欧洲杯猜球平台他说:“麦克斯韦的方程式表明,单孔应该遵守库仑定律,这表明它们的相互作用应随着它们之间的距离的增加而削弱。”“使用自旋冰晶,我们可以测试这样的想法。”

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