磁单极子的新进展

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，。法国Laue-Langevin研究院Tom Fennell领导的和Helmholtz Centre Berlin for Materials and Energy的Jonathan Morri领导的都 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。

数十年来，科学家一直在寻找：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 。

大约100年前就有人预测了磁单极子的存在。今年9月份，两个独立的研究团队在《科学》杂志上发表论文，声称从自旋冰晶体中发现了。随后，其中一个团队展开进一步研究，展示了这些“准粒子”磁荷能移动，形成“磁流”，类似电子移动形成电流。他们观测到了真正的“磁流”，确定了“磁荷”的基本单位。这些发现说明电与磁之间存在完美的对称性。

研究人员已经发现了，他们发现磁单极子具有类似电荷的行为和相互作用。这项研究是磁单极子的首次应用。发表在《自然》杂志上，研究人员称磁单极子像电流那样形成“磁流”，这一现象可用于磁储存和计算。