首个自然产生磁单极子被捕获,或为新一代数据存储和计算技术打开大门 科学家们长期怀疑宇宙充满了磁单极子,但这些粒子极难被捕捉。寻找磁单极子已经成为凝聚态物理学领域近一个世纪的研究焦点。 所谓磁单极子,是一种理论上的基本粒子,其特点是只具有一个磁极,拥有独特的北极或南极磁性。英国物理学家保罗·狄拉克(Paul Dirac)提出了磁单极子的存在假说,他认为磁单极子与量子力学的原理相符,且一个单极子足以解释许多其他电荷行为上的谜题。 在最新的一项研究中,来自新加坡国立大学、牛津大学以及剑桥大学的科学家们首次从自然界中捕获到了磁单极子。这些磁单极子源自于一种被称为赤铁矿的铁氧化物中,其特征在于电子的集体行为。牛津大学的专家解释说,这些单极子并非单个自旋围绕某个固定粒子旋转,而是众多自旋的集合状态,在一个奇点周围旋转。它们的形成得益于多体相互作用,产生了微小且局部稳定的粒子,并形成发散的磁场。 这一发现不仅解决了量子难题——一个磁体的极点是否可以分离的问题,同时也可能促进下一代存储技术的发展。
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