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磁单极子存在问题

磁单极子是否存在目前尚无定论，以下是相关的理论预测与实验探索的情况：

1.理论预测支持磁单极子存在

狄拉克的理论预言：1931 年英国物理学家保罗·狄拉克从分析量子系统波函数相位不确定性出发，得出磁单极子存在的条件，并且认为如果磁单极子存在，就可以解释电荷的量子化，即为何基本粒子带电量是电子带电量的倍数135.

大统一理论的要求：20 世纪 70 年代以后建立起来的大统一理论以及早期宇宙的研究都要求存在磁单极子。这些理论试图将自然界中的三种基本相互作用 —— 强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用统一起来，而磁单极子的存在是实现这种统一的关键因素之一135.

超弦理论的暗示：超弦理论作为一种前沿的理论物理模型，也预测了磁单极子的存在。该理论认为，自然界的基本组成单元不是点状的粒子，而是微小的一维弦，磁单极子则是这些弦的一种特殊振动模式所对应的粒子35.

2.实验上尚未确凿发现磁单极子

早期探测尝试失败：自磁单极子概念提出后，科学家们通过各种方式寻找磁单极子均未获得确凿证据。如对古老的地球铁矿石和铁陨石的检测，在其中均未发现磁单极粒子；利用高能加速器加速核子冲击原子核，也没有找到磁单极子产生的迹象3.

有争议的发现未被证实：1975 年，美国的一个科研小组用气球将感光底板送到空气极其稀薄的高空，发现感光底板上有又粗又黑的痕迹，他们认为是磁单极子留下的，但大多数科学家认为那些痕迹很可能是重离子留下的。1982 年，美国物理学家凯布雷拉宣布在他的实验仪器中发现了一个磁单极子，不过此后他未能重复观察到类似现象，所以也不能确证磁单极子的存在123.

近期实验限制其存在范围：欧洲大型强子对撞机实验限制了磁单极子的质量下限约为 0.5 TeV 。此外，还有许多大型地面 / 地下实验，如 MACRO、IceCube、Auger 等探测来自宇宙的磁单极子，获得了不同速度范围的磁单极子的流量上限，这些结果都表明磁单极子即使存在，其在宇宙中的数量也是极其稀少的，或者其与物质的相互作用极其微弱，以至于难以被现有的探测手段所发现1.

凝聚态物理中的类似现象：在凝聚态系统中发现了数学上表现为磁单极子的准粒子。例如科学家在一种被称为铁磁晶体的物质中观察到反常霍尔效应，并且认为只有假设存在磁单极子才能解释这种现象；还有研究人员发现锰锗化合物（MnGe）等材料中具有由刺猬和反刺猬构成的磁刺猬晶格，其表现出类似磁单极子和反单极子的特性，作为新兴磁场的源或汇，并可以通过运动诱导电场，遵循麦克斯韦电磁定律.