钻石和铁锈暴露出的“不可能”磁单极子的第一个线索

搜索磁单极子一个具有一个磁极的粒子,而不是两个磁极,是物理学中最令人兴奋和潜在的变革性探索之一,科学家们刚刚在他们的单极子狩猎中取得了重大新发现。

由英国剑桥大学学者领导的一个国际研究小组在磁场通过时观察到了磁场模式中的单极子样行为赤铁矿,一种类似于铁锈的材料。

“如果单极子确实存在,并且我们能够将它们隔离开来,那就像找到一块丢失的拼图,而这块拼图被认为是丢失的。来自剑桥大学的物理学家Mete Atatüre。

检测到特定的磁活动点。(Anthony Tan 和 Michael Hoegen)

铁 磁赤铁矿等材料对这些研究特别有帮助,因为微小的磁铁(或旋转)的排列使它们具有增强的稳定性。然而,它们产生的整体磁场非常微弱,因此难以分析。

为了克服这个问题,该团队使用了一种名为金刚石量子磁力计,其中金刚石针和一些巧妙的电子自旋计算用于测量磁场而不会干扰它们。

这就是它变得有趣的地方。研究人员发现了单极涌现磁电荷分布的证据——尽管对于我们当中技术含量较低的人来说,他们也将它们描述为微小的曲棍球磁活动滑过赤铁矿。

研究人员发现了指向单极子的磁性图案。(Tan 等人,天然材料, 2023)

这并不完全是目击磁单极子粒子,但它是对单极子存在时预期的模式的观察。这也是反铁磁材料中的自旋模式与磁场行为的特定点(此处称为电荷)之间联系的证据。

“由于反铁磁体的磁拉力较弱,因此挑战一直是对反铁磁体中的这些纹理进行直接成像,但现在我们能够做到这一点,将金刚石和铁锈很好地结合在一起。”来自剑桥大学的物理学家Anthony Tan。

很难夸大磁单极子的发现对物理学的重要性。首先,这将有助于我们发展统一的对称理论存在于我们周围的一切。

考虑到这一点,这些新的观察结果可能至关重要 - 研究人员在这里部署的技术有可能为探索开辟新的途径追踪难以捉摸的单极子。

更进一步,这项研究的结果可用于开发比我们今天拥有的更快的计算技术,并且对环境更友好(通过降低能耗),因为反铁磁材料的特殊性能。

“我们已经展示了如何使用金刚石量子磁力计来解开二维量子材料中磁性的神秘行为,这可能会在该领域开辟新的研究领域。鞣。

该研究已发表在天然材料.

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