Открыта среда, в которой возможно распространение магнитных квазимонополей

N+1Наука

Подвижные магнитные квазимонополи предложили искать при комнатной температуре

Марат Хамадеев

S. Koraltan et al / npj Computational Materials, 2021

Физики смоделировали трехмерную среду, в которой возможно существование и свободное распространение магнитных квазимонополей. Они показали, что перемещением этих квазичастиц можно управлять с помощью магнитного поля. Проведенная симуляция может стать важным шагом в реализации устройств магнетроники, работа которых основана на токах магнитных зарядов. Исследование опубликовано в журнале npj Computational Materials.

Магнитными монополями называют гипотетические частицы, которые играют ту же роль в магнетизме, что и более привычные, электрические заряды в электричестве. Иными словами, они несут ненулевой магнитный заряд и этим отличаются от обычных магнитов, обладающими и северным, и южным полюсами (магнитные диполи). Магнитных монополей нет в классической электродинамике, однако они естественным образом появляются в квантовой теории поля. Это дает надежду многим физикам однажды найти их, однако этого пока не произошло.

Вместе с тем физики научились создавать квазичастицы, которые по своему поведению очень похожи на магнитные монополи. В частности, они появляются в спиновом льде — решетке, составленной из тетраэдров, в четырех вершинах которого расположены атомные спины и, соответственно, связанные с ними магнитные дипольные моменты. В состоянии с наименьшей энергией два из них «смотрят» внутрь тетраэдра, а два — наружу. Элементарное возбуждение такой системы заключается в перевороте одного из спинов, в результате чего возникает пара нескомпенсированных магнитных зарядов. Эти возмущения могут отдаляться друг от друга, оставляя за собой цепочки магнитных дипольных моментов (струны Дирака), за что они получили название магнитных квазимонополей.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Открыть в приложении