`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Впервые в реальном магните определены "монополи"

+24
голоса

Анализируя уравнения Максвелла и принципы квантовой механики, известный физик-теоретик П. А. М. Дирак пришел к выводу, что ничто в природе не запрещает наряду с квантами электричества, которые, к примеру, несут электрон или протон, существование и квантов магнетизма. Гипотетические частицы, несущие элементарный магнитный заряд, были названы монополями. В результате своих вычислений Поль Дирак пришел также к выводу, что магнитные монополи могут существовать на концах так называемых струн Дирака. Последние представляют собой воображаемые одномерные кривые в пространстве, натянутые между двумя магнитными монополями с противоположными зарядами либо уходящие от одного монополя в бесконечность. Магнитное поле, распространяющееся внутри струны, подчиняется уравнениям Максвелла.

Несколько попыток обнаружить магнитные монополи не привели к успеху. Однако в Science Express от 3 сентября появилась статья о том, что исследователи из Берлинского центра Гельмгольца (HZB) в сотрудничестве с коллегами из Дрездена, Сент-Андруса, Ла-Платы и Оксфорда впервые наблюдали магнитные "монополи" в реальном материале.

Джонатан Моррис (Jonathan Morris), Алан Теннант (Alan Tennant) и коллеги из HZB провели эксперимент по рассеянию нейтронов на берлинском исследовательском реакторе. Мишенью служил одиночный кристалл титаната диспрозия. Его кристаллы имеют примечательную геометрию – так называемую решетку пирохлора. Анализ результатов рассеяния показал, что магнитные моменты внутри материала реорганизовались в так называемое «спиновое спагетти». Это название обязано механизму упорядочения диполей, при котором развивается сеть изогнутых трубок (струн), по которым передается магнитный поток.

Впервые в реальном магните определены "монополи"

В процессе эксперимента по рассеянию нейтронов к кристаллу было приложено магнитное поле. С его помощью исследователи могли влиять на симметрию и ориентацию струн. Таким образом было возможно уменьшить плотность сети струн и способствовать диссоциации "монополей". В результате при температуре от 0,6 до 2 К на концах струн были обнаружены "монополи".

В этой работе впервые было подтверждено, что магнитные "монополи" существуют как возникающее состояние материи, другими словами, они возникают в результате специального расположения диполей и полностью отличны от образующего их материала. Как пояснил Джонатан Моррис, такие свойства присущи, вообще говоря, всем материалам с подобной топологией, то есть для магнитных моментов в решетке пирохлора.

+24
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

Заявление авторов первоисточника про монополь достаточно смелое, линейные возмущения спиновой системы (strnigs) почему-то ассоциируются с бесконечно тонкими струнами Дирака, хотя авторы все же употребляют слово "похожи на". В любом случае, статья для широкой публики про такое открытие должна быть написана очень тщательно, с объяснениями того, що имеется ввиду под каждым термином.

Итак:
Обнаружены квазичастицы, которые как бы имеют магнитный заряд. Как бы -- ключевое слово, поскольку квазичастицы возникают как возбуждения на фоне сложного распределения магнитных моментов. Ни о каких монополях Дирака и речи быть не может, поскольку квазичастицы за пределами твердого тела не существуют. Классические заряды (и электрические, и магнитные, ежели такие существовали бы ;) ) должны быть свободными. Именно свободные заряды лежат в основе аксиоматики теории электромагнетизма. Свойства заряда: заряд имеет массу, заряды бывают двух типов, заряд квантуется, заряд является источником электрического поля и т.д., -- относятся к свободным зарядам в вакууме. Квазичастицы же могут иметь дробный заряд, не иметь массы и т.п.

Магнитный заряд как фигура речи используется часто, даже при описании доменной структуры. Квазичастицы с дробным электрическим зарядом наблюдались экспериментально лет 10 назад (Нобелевская премия Лафлин, Чу, дробный квантовый эффект Холла), те же частицы имели и магнитные заряды определенного знака, просто на этом не акцентировались.

Ссылка на теоретическую работу по этому поводу http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0903/0903.1074v2.pdf


Леонид Семенович Бараш перевел пресс-релиз HZB, опустив сослагательное наклонение. А потом студенты-физики будут говорить, что монополь дескать существует. :(

Вот статья из Википедии на эту тему
While a magnetic monopole particle has never been conclusively observed, there are a number of phenomena in condensed-matter physics where a material, due to the collective behavior of its electrons and ions, can show emergent phenomena that resemble magnetic monopoles in some respect.[18][19][20][21][22] These should not be confused with actual monopole particles; in particular, the divergence of the microscopic magnetic B-field is zero everywhere in these systems, unlike in the presence of a true magnetic monopole particle. The behavior of these quasiparticles would only become indistinguishable from true magnetic monopoles — and they would truly deserve the name —
if the so-called magnetic fluxtubes connecting these would-be
monopoles became unobservable which also means that these flux tubes would have to be infinitely thin, obey the Dirac quantization rule, and deserve to be called Dirac strings. In a paper published in Science in September 2009, researchers Jonathan Morris and Alan Tennant from the Helmholtz-Zentrum Berlin fur Materialien und Energie
(HZB) along with Santiago Grigera from Instituto de Fisica de Liquidos y Sistemas Biologicos (IFLYSIB, CONICET) and other colleagues from Dresden University of Technology, University of St. Andrews and Oxford University described the observation of quasiparticles resembling monopoles. A single crystal of dysprosium titanate in a highly frustrated pyrochlore lattice (F d -3 m) was cooled to 0.6 to 2 K.
Using neutron scattering, the magnetic moments were shown to align in the spin ice into interwoven tube-like bundles resembling Dirac strings. At the defect formed by the end of each tube, the magnetic field looks like that of a monopole. Using an applied magnetic field to break the symmetry of the system, the researchers were able to control the density and orientation of these strings. A contribution to the heat capacity of the system from an effective gas of these quasiparticles is also described.[23][24]

Что такое магнитное поле и из чего оно состоит ?

Насколько я понял пресс-релиз, речь идет, безусловно, не о реальных монополях Дирака, а о структуре, поведение которой во многом похоже на поведение монополей Дирака. Если эта мысль прописана не четко, то сожалею. Должен сказать, что это не единственная публикация в печати о подобных структурах.

Л.С.,
.
давайте будем откровенны с читателями и не станем вводить их в заблуждение - прочтем что же такое частица с приставкой «КВАЗИ» т.е. "якобы"; (quasi (лат.) как бы, якобы; как будто; как если бы; почти) http://en.wikipedia.org/wiki/Quasiparticle и тогда будем говорить о воображаемых частицах, а не о реальных. П.А.М.Дирак в своих рассуждениях говорил о реальных частицах.
.
Обращаю внимание, что хоть публикаций на тему подобую к заметке, достаточно много, там, всеже, отличают реальные (т.е. материальные) объекты и квазичастицы (т.е. коллективные состояния).

Вот примеры квазичастиц http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_quasiparticles
Т.е. квазичастица - это обыденный объект теоретической физики и ничего «нобелевского» тут не усматривается - т.к. рассматриваемый в заметке объект не является квантовой сингулярностью электромагнитоного поля в понимании П.А.М.Дирака
.
А.М.

Алексей, никто не говорит об истинных монополях Дирака. Я даже убрал это слово из названия, хотя в оригинале оно присутствовало. Речь идет об особенностях решетки пирохлора, в результате которых появляются структуры, конфигурация магнитного поля которых во многом похожа на таковую у монополей Дирака. Авторы публикации не претендуют на Нобелевскую премию и не собираются изменять уравнения Максвелла (div В = 0). И давайте закончим эту бесплодную дискуссию. Не нужно искать в заметке то, чего там нет. А чтобы исчерпать тему, я закавычу слово монополи.

Монополи ! Люблю эту игру !
А по квантовой физике ещё учёным копать и копать. Журналистам бы ещё сюда не влазить, как всегда извратят и прибрешут.

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT