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德制出人类首枚磁单极子 未来或用于计算机零件

http://www.kexue.com 2013-06-06 17:23:44 科技日报  发表评论

  德国科学家通过将细小的磁旋(磁铁表面细小的磁尖)混合在一起,在混合点上制造出了一个人造磁单极子,其属性与假设中的磁单极子一模一样。科学家们表示,磁单极子除了用于基础研究之外,或许也可以用于制造计算机零件。研究发表在《科学》杂志上。

  磁单极子指一些仅带有南极或北极单一磁极的磁性物质,早在1931年,英国物理学家保罗·狄拉克就利用数学公式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。从此,科学家们开始了他们搜寻磁单极子的工作,但迄今尚未发现其踪迹。

  现在,来自德国科隆大学、慕尼黑大学和德雷斯顿大学的科学家们通过实验,在一个固体物质内部形成了一种人造磁单极子,其同磁单极子的属性一样。

  过去几年内,该研究团队对那些内部形成磁旋的物质进行了详细的检查。这些磁旋对电子运动的影响同磁场一模一样。因此,他们用人造磁场来描述这些磁旋以及它们对电子的影响,并使用测量普通磁场那样的方式来测量它们。

  研究人员希望知道破坏这种磁旋会产生什么后果,为此,他们使用磁力显微镜观察了磁旋并测量了造成磁旋的磁化方向。结果发现,当遭到破坏时,磁旋显然会合并在一起。

  那么,该物质内部发生了什么?使用中子散射器进行的测量结果表明,此处出现了同样的过程,但并没有观察到单个的磁旋,随后进行的计算机模拟结果表明,在表面观察到的混合过程附近的旋转也出现在这一物质内。

  由于每个磁旋携带有一个人造磁场,因此,它们的制造或者破坏会出现在混合点上。科隆大学的罗施教授表示:“这意味着必须有一个人造磁单极子位于该点上。当两个磁旋混合时,一个人造磁单极子会流过其表面,而且,其属性与假设中的磁单极子一模一样,这真令人吃惊。”

  除了可以应用于基础研究外,人造磁单极子也有其他应用潜能。很多研究团队目前正试图厘清一个问题:磁旋能否用于制造计算机零件,如果可以,我们必须制造和破坏磁旋,那么,磁单极子也会在这一领域起重要作用。

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