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忆少年·磁单极子

已有 2294 次阅读 2015-9-22 08:39 |个人分类:物理|系统分类:诗词雅集|关键词:磁单极子,狄拉克| 狄拉克, 磁单极子

磁石南北,鹣鲽比翼,难分难舍。

切磨化齑粉,两极还纠葛。


理论磁单极子设,

百年寻、未曾观测。

莫非暴涨故,鹭群成孤鹤?


  “发现磁单极子了!”多少年来这种消息一次次传来,又一次次被否定。

 把一根磁铁从南极和北极中间断开,断口处马上出现了新的南极和北极,无论你分割多少次,南极和北极总是“在天愿为比翼鸟,在地愿为连理枝”,永远不分离!是否存在单磁极,也就是说光有南极或北极的“磁单极子”呢?
  英国物理学家保罗·狄拉克(Paul Dirac)早在1931年利用数学公式预言了磁单极粒子的存在。当时他认为既然带有基本电荷的电子在宇宙中存在,那么理应带有基本“磁荷”的粒子存在。从而启发了许多物理学家开始了他们寻找磁单极粒子的工作。通过种种方式寻找磁单极粒子包括使用粒子加速器人工制造磁单极子均无收获。1975年,美国的科学家利用高空气球来探测地球大气层外的宇宙辐射时偶尔发现了一条轨迹,当时科学家们分析认为这条轨迹便是磁单极粒子所留下的轨迹。1982年2月14日,在美国斯坦福大学物理系做研究的布拉斯·卡布雷拉宣称他利用超导线圈发现了磁单极粒子,然而事后他在重复他先前的实验时却未得到先前探测到的磁单极粒子,最终未能证实磁单极粒子的存在。内森·塞伯格(Nathan Seiberg)和爱德华·威滕(Edward Witten)两位美国物理学家于1994年首次证明出磁单极粒子存在理论上的可能性。认为磁单极粒子不是以基本粒子的形式存在,而是以自旋冰(spin ice)等奇异的凝聚态物质系统中的出射粒子的形式存在。但理论归理论,人类寻找磁单极子的足迹遍及地球的每一个角落,月球、火星能涉足的地方,人类能染指的宇宙深空……迄今为止,一无所获。
  而根据基本粒子物理学的理论,宇宙初期应该存在一定数量的磁单极子,如果初期宇宙发生过暴涨,也就是大爆炸之后的10的负36次方秒持续到10的负33次方秒之间,宇宙半径暴涨了100万亿亿亿(1的后面跟30个0)倍,那么到了今天,磁单极子的密度已经变得极其稀薄,怎么找都找不到了!



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