磁单极子噪音首次被“听”到

2019年07月05日09:18  来源:科技日报
 

  科技日报北京7月4日电 (记者刘霞)据物理学家组织网3日报道,英国牛津大学物理学教授塞穆斯·戴维斯率领一支实验物理学家团队,首次研制出一款磁场噪声波谱仪,让人类第一次“听”到了一个磁单极子流产生的磁噪声。

  磁单极子是展现量子化磁荷的基本粒子。1931年,量子理论的先驱保罗·狄拉克首先从理论上用极精炼的数学物理公式预言,磁单极子是可以独立存在的。自此,很多科学家对其进行了深入研究。

  理论认为,某些类型的磁绝缘体的热激发态会表现出磁单极子的所有特征。去年,布伦德尔和同事弗郎西斯卡·基施纳博士预测,这些化合物内部磁单极子的随机运动会产生一种特定的磁噪声。这些磁性绝缘体中的任何晶体应该会自发产生大量随机波动的磁场。然而比较麻烦的是,这种磁场的强度预计仅为地球磁场的十亿分之一。

  戴维斯和同事创建了一个基于超导量子干涉装置(SQUID)的极其精确灵敏的磁场噪声波谱仪。借助它,科学家们在晶体Dy2Ti2O7中,预测的一个稠密磁单极子流特征展露无遗。因这种磁单极子的噪音出现在20k赫兹以下的频率范围内,当被SQUID放大时,人类实际上可以“听”到它。

  戴维斯表示:“磁单极子是一种重要但极难捉摸的基本粒子,我们首次开发出了探测和研究磁单极子的新方法,能开展磁单极子物理学新的研究。”

  该研究发表于最近出版的《自然》杂志。

(责编:赵竹青、吕骞)

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