) – квазичастицы, несущие на себе только положительный или только отрицательный магнитный заряд. Они не связаны в пары и могут передвигаться по отдельности. Долгое время учёные разных стран пытались поймать таинственные магнитные заряды. В сентябре нынешнего года им это, наконец, удалось. Для этого исследователи направили на кристалл спинового льда, охлаждённого до ультранизкой температуры, нейтроны. Поведение элементарных частиц показало – в материале действительно присутствуют магнитные заряды – монополи. Тогда же другая группа учёных представила свои достижения в виде
препринта статьи на сайте arXiv.org. Теперь они выпустили полноценную
статью в Nature, в которой рассказали о строении системы, позволяющей фиксировать передвижение магнитных зарядов. Работа проводилась под руководством Стивена Брамвелла (
Steven Bramwell) из Лондонского центра нанотехнологий. Британцы не только впервые определили "количество" магнитного заряда, но и измерили магнитный аналог электрического тока. Движение и взаимодействие монополей они назвали "магнитричеством" (magnetricity). Пока магнитричество удалось поймать только в кристаллах определённого рода, которые учёные обобщённо называют спиновым льдом –
spin ice (фото STFC). На картинке слева: в отсутствие поля магнитные заряды связаны в пары, но некоторые из них всё же диссоциируют, образуя флуктуирующие магнитные моменты (зелёная стрелка). На рисунке справа: при приложении поля некоторые "разбежавшиеся" магнитные заряды остаются врозь, однако часть образует связанные пары для восстановления равновесия.
Рис. 2
Из-за колеблющихся магнитных моментов, определяемых свободными зарядами, появляются локальные поля, которые можно детектировать с помощью внедрённых мюонов (μ+) (иллюстрация Nature). Вместо нейтронов Брамвелл и его коллеги использовали мюоны (muon) – неустойчивые элементарные частицы, которые можно было бы назвать короткоживущими братцами электронов. Внедрив их в спиновый лёд, физики наблюдали за распадом мюонов и эмиссией образующихся при этом позитронов. Направление движения позитронов рассказало исследователям о магнитном поле внутри кристалла. В результате учёные установили, что магнитные заряды не просто существуют, но ещё и движутся, образуя магнитный ток. Британцы определили, что заряд магнитного монополя равен 5? B ·A>-1 (магнетонам Бора на ангстрем). Кстати, теория давала очень близкое значение: 4,6? B ·A>-1. Отметим, что в отличие от фиксированного электрического заряда
