У физиков так бывает. Раз не получается обнаружить какую-нибудь частицу в её физическом воплощении, то можно поискать её квази аналог. Ну то есть квазичастицу. Напомню, что квазичастицами называют структурные аномалии, аномалии зарядовой плотности и полей, которые ведут себя как частицы или имеют некоторые свойства частиц. Отличает их от обыкновенных частиц отсутствие массы и невозможность существования вне той структуры, в которой они образовались. Кто-то считает, что раз они квази, то они не существуют. Тем не менее, одни из самых распространённых примеров квазичастиц: дырки в полупроводниках р-типа, а также квазичастицы, которые связывают электроны в куперовские пары, дают прекрасные эффекты полупроводимости и сверхпроводимости. В этот раз отличилась обыкновенная ржавчина, в которой нашли магнитные монополи, которые квази.
Магнитные монополи - это предполагаемые частицы, которые обладают так называемым магнитным зарядом. Обычно магниты имеют два взаимосвязанных полюса: северный и южный, а магнитное поле является вихревым, его силовые линии должны быть замкнуты. Однако были предсказаны теоретические частицы, которые обладают только одним полюсом, или магнитным зарядом. Тем не менее, их так и не обнаружили непосредственно, в физическом воплощении, да и сомнения есть, что магнитные поля сами по себе существовать не могут, они образуются как следствие релятивистских явлений от движения носителей электрического заряда, по крайней мере, в макромасштабах. Но, на что всё же способны современные технологии, в частности - двумерные материалы, настоящие чудеса, и всё благодаря команде исследователей из Кембриджского университета использовала метод квантового зондирования алмаза для наблюдения закрученных текстур и слабых магнитных сигналов на поверхности гематита, оксида железа.
Эксперимент показал, что магнитные монополи в гематите возникают благодаря коллективному поведению спинов частиц. Они движутся по поверхности гематита, напоминая крошечные магнитные шайбы. Это первый раз, когда такие монополи были экспериментально обнаружены в природе. Исследование также выявило прямую связь между закрученными текстурами и магнитными зарядами материалов, таких как гематит. Это открытие может означать, что существует некий секретный код, связывающий эти элементы вместе.
Результаты этого исследования, опубликованные в журнале Nature Materials, могут иметь значение для разработки новых логических схем и памяти следующего поколения. Они открывают новые возможности в области вычислительной технологии и могут привести к созданию более эффективных и быстрых устройств.
Профессор Мете Ататюре, возглавлявший исследование, отмечает, что в 19 веке была выдвинута гипотеза о существовании магнитных монополей, однако Джеймс Клерк Максвелл не согласился с этой идеей в своих уравнениях. Теперь, благодаря новым экспериментальным данным, мы можем подтвердить существование магнитных монополей и продвинуться дальше в нашем понимании физических явлений.
Источник:
Мете Ататюре и др., Выявление возникающего магнитного заряда в антиферромагнетике с помощью алмазной квантовой магнитометрии (Mete Atatüre et al, Revealing Emergent Magnetic Charge in an Antiferromagnet with Diamond Quantum Magnetometry), Nature Materials (2023). DOI: 10.1038/s41563-023-01737-4
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!