物理学家创造合成磁性粒子

合成磁性单极的艺术例证，由Heikka valja提供。

国际一组物理学家已经创造了，确定和拍摄了合成磁垄断，铺平了对自然颗粒的检测的方式。

Massachusetts - 近85年后开创性理论物理学家保罗迪拉克预测其存在的可能性，由Amherst College物理学教授David S. Harl'91和Aalto University（芬兰）学院研究员MikkoMöttönen创建，确定了在Amherst校区馆长的实验室中拍摄了合成磁垄断。突破性的成就在自然中检测颗粒的检测方式，这将是与电子的发现相当的革命性的发展。

一份关于这项工作的论文，Möttönen，Amherstodoctoral Researchsociate Michael Ray，Saugat Kandel'12和芬兰研究生Emmi Ruokokski今天在Journal Nature上发表。这项工作也在下面的视频中描述。

“合成磁性单极的建立应该为我们提供前所未有的洞察天然磁性单极的方面 - 如果实际上存在，”大厅说，解释了他的工作的含义。

Ray，本文的领先作者并首先看到了实验室的垄断，同意，注意：“这是一个令人难以置信的发现。为了能够确认其中一个最着名的物理学家的工作可能是一生终生的机会。我很荣幸能够成为这一巨大合作努力的一部分。“

通常，磁极成对出现：它们都有北极和南极。然而，由于名称表明，磁性单极是仅具有单个隔离杆的磁性颗粒，而没有南极，反之亦然。1931年，DIRAC发布了一份文件，在量子力学的背景下探讨了这些垄断的性质。尽管自那样具有广泛的实验搜索，但在从月球样本 - 月亮岩石到古代僵化矿物的一切中，尚未观察到自然发生的磁性单极。

大厅团队采用了一种创新的方法来调查Dirac的理论，在由Bose-Einstein冷凝物产生的人工磁场中创造和识别合成磁垄断，其极度冷的原子气体比绝对零是温暖的。该团队依靠Möttönen和他的学生VillePietilä出版的理论工作，建议特定的改变外部磁场序列可能导致合成单极的创造。他们的实验随后在大厅和他的学生在Merrill科学中心的地下室实验室建造的原子冰箱中进行。

解决了许多技术挑战之后，该团队获得了奖励的照片，确认垄断在超级燃气内的微小量子漩涡末端的垄断存在。结果证明，即使天然存在的磁垄断仍然很大，解释了迪拉克的设想的结构。

终于看到霍尔的合成单极，是他职业生涯中最令人兴奋的时刻之一。“这不是每天都可以在实验室的高度控制条件下戳戳并在难以置信的条件下发出难以捉摸的基本粒子的模拟。”他补充说，综合电场的创造是一种新的和快速扩展的物理分支，可能导致对完全新材料的开发和理解，例如高温超导体，用于电力的无损传播。他还表示，该团队的综合单极的发现为目前对欧洲核研究核心核武器的着名大型特罗龙撞机甚至涉及着名的大型特罗龙·撞机的磁垄断而提供更强有力的基础。（描述后大爆炸期的旧理论模型预测，他们应该是相当普遍的，但宇宙扩展的特殊模型，后来发育的宇宙解释了这些颗粒的极端稀有性。）

添加了aalto的möttönen：“我们的成就为量子研究开辟了惊人的途径。在未来，我们希望甚至与天然磁性单极更完全对应。“

最近被评为美国物理社会的霍尔，他的团队的实验工作因来自2011年的小组会议的阿默斯特夏季学生研究人员而出现兴趣，并且在Pietilä和Möttönen的2009年纸上出现了物理审查信。“它觉得彼得维拉和Möttönen与我们的仪器写信给我们的来信，”他说，“所以用我们的问题写下它们很自然。它不是为了学生的最初好奇心，我们永远不会踏上这个项目。“

该材料基于国家科学基金会在补助金中得到的工作基础。PHY-0855475和PHY-1205822由芬兰学院通过其卓越计划（授予第251748号）和补助金。135794,272806和141015以及计算科学中的芬兰博士计划。本材料中表达的任何意见，调查结果以及结论或建议是提交人的意见，不一定反映国家科学基金会或其他资助者的意见。

刊物：

M. W. Ray，等，“观察合成磁场中的Dirac垄断，”2014年1月30日“（2014年1月30日）; DOI：10.1038 / Nature12954VillePietilä和MikkoMöttönen，“在Spinor Bose-Einstein凝聚体中创建Dirac垄断”，“物理。莱特牧师103,030401（2009）; DOI：10.1103 / physrevlett.103.030401

2009年研究的PDF副本：在旋转器Bose​​-Einstein凝聚液中的狄拉克垄断创造

图像：Heikka Valja.