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據美國每日科學網站近日報道,德國科學家通過將細小的磁旋(磁鐵表面細小的磁尖)混合在一起,在混合點上制造出了一個人造磁單極子,其屬性與假設中的磁單極子一模一樣。科學家們表示,磁單極子除了用于基礎研究之外,或許也可以用于制造計算機零件。研究發表在《科學》雜志上。 磁單極子指一些僅帶有南極或北極單一磁極的磁性物質,早在1931年,英國物理學家保羅狄拉克就利用數學公式預言了磁單極子的存在。當時他認為,既然帶有基本電荷的電子在宇宙中存在,那么理應帶有基本“磁荷”的粒子存在。從此,科學家們開始了他們搜尋磁單極子的工作,但迄今尚未發現其蹤跡。 現在,來自德國科隆大學、慕尼黑大學和德雷斯頓大學的科學家們通過實驗,在一個固體物質內部形成了一種人造磁單極子,其同磁單極子的屬性一樣。 過去幾年內,該研究團隊對那些內部形成磁旋的物質進行了詳細的檢查。這些磁旋對電子運動的影響同磁場一模一樣。因此,他們用人造磁場來描述這些磁旋以及它們對電子的影響,并使用測量普通磁場那樣的方式來測量它們。 研究人員希望知道破壞這種磁旋會產生什麼后果,為此,他們使用磁力顯微鏡觀察了磁旋并測量了造成磁旋的磁化方向。結果發現,當遭到破壞時,磁旋顯然會合并在一起。 那么,該物質內部發生了什麼?使用中子散射器進行的測量結果表明,此處出現了同樣的過程,但并沒有觀察到單個的磁旋,隨后進行的計算機模擬結果表明,在表面觀察到的混合過程附近的旋轉也出現在這一物質內。 由于每個磁旋攜帶有一個人造磁場,因此,它們的制造或者破壞會出現在混合點上。科隆大學的羅施教授表示:“這意味著必須有一個人造磁單極子位于該點上。當兩個磁旋混合時,一個人造磁單極子會流過其表面,而且,其屬性與假設中的磁單極子一模一樣,這真令人吃驚。” 除了可以應用于基礎研究外,人造磁單極子也有其他應用潛能。很多研究團隊目前正試圖厘清一個問題:磁旋能否用于制造計算機零件,如果可以,我們必須制造和破壞磁旋,那么,磁單極子也會在這一領域起重要作用。 (來源:科技日報劉霞)
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