磁单极子：物理学家还在找找找

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1、磁单极子:物理学家还在找找找所有已知的磁体都有一对〃南极〃和〃北极〃，而且，无论把磁体分割得多小、多碎，新得到的每一段小磁体仍然会有两个成对的磁极。那么,自然界中是否存在着只有〃南极"或者只有〃北极〃的磁体，就像单独存在着的正电荷和负电荷—样?脳大科技20世纪30年代，英国物理学家保罗•狄拉克在一篇论文中首次提出了这种可能性。他预言,自然界存在一种只带单一磁极的粒子,叫做磁单极子。狄拉克最初的目标并不是为了创立一个磁单极子的理论，而是为了解释电荷量子化，即，为什么我们观察到的粒子的带电量总是电子带电量的整数倍。由于磁单极子的磁量和

2、基本电量之间存在固定的换算关系，所以磁单极子概念的引入非常重要。狄拉克之后，物理学家在许多前沿理论中也需要使用到磁单极子的概念，比如大统一理论预言,宇宙存在大量的磁单极子,其质量是质子的10的16次方倍;弦理论也可以证明超重磁单极子的存在,并指岀超重磁单极子是在宇宙演化极早期的超高温度中产生的;甚至”暗物质的硏究也需要用到磁单极子。所以”磁单极子概念的引入很受欢迎，物理学家主观上非常希望它是真实存在的。于是，近百年来，物理学家孜孜不倦地寻找磁单极子，比如在月面物质样本中寻找;在宇宙尘埃中寻找;或者在实验室中通过粒子加速器寻找。有几

3、次,物理学家确实公布了一些受人瞩目的消息。比如,1982年的情人节,斯坦福大学的布拉斯•卡布雷拉记录到了_个〃磁单极子通过超导线圈〃的信号，引起了轰动。然而，这种信号再也没出现过，卡布雷拉的发现也就成了一件悬案，也许那只是一次机器故障。2009年，普林斯顿大学的希瓦吉•宋迪宣布，自己的团队在〃自旋冰〃晶体中观测到了类似磁单极子的物质，又引起了轰动，但后来证明，这次发现的物质与狄拉克预言的磁单极子不是一回事。2014年，美国艾姆赫斯特学院的戴维•霍尔表示,自己的团队在人造磁场中,获得了〃磁单极子的真实空间图像〃”提供了证明狄拉克磁单

4、极子存在的证据。这再次引起轰动，但没有实验可以重复他彳门的结果，所以无法证明戴维霍尔的硏究结果是否正确。/所以，物理学家的理论和实验虽然进行得热热闹闹，但其实仍然没有见过磁单极子的〃庐山真面目〃。不过，物理学家并没有放弃寻找磁单极子的梦想,最近,他们又宣布了关于寻找磁单极子的最新进展。2017年12月15Sz伦敦帝国理工学院的物理学家发表了自己的硏究，他们设想，磁单极子可能存在于磁场异常强大以及温度非常高的地方。这种极端环境可以在一种被称为〃磁星〃的特殊中子星找到，也可以在大型强子对撞机中利用重原子核碰撞来实现。通过研究这两种情景

5、，物理学家对磁单极子的质量提岀了限制，即，磁单极子的质量必须大于质子的3分之1,且自身质量的大小与自身携带磁量的多少有关。12月29日，欧洲核子研究中心也发表了最新的研究成果，物理学家宣布，尽管他们收集了比以往多6倍的实验数据进行分析,但仍未发现磁单极子，不过，他们也不是一无所获，开究使他们明确了一点7单极子不是惰性物质，它非常容易与其他物质发生相互作用。那么,〃磁单极子〃是否存在?目前,物理学家依旧无法回答”他们还要继续寻找，做更多的实验才能解答这个问题。