Физики обнаружили "магнетричество"

Группе физиков удалось измерить заряд и ток магнитных монополей - квазичастиц, имеющих ненулевой магнитный заряд и до недавнего времени существовавших только в теории. Исследователи показали, что магнитные монополи могут двигаться так же, как "обычные" заряженные частицы. Они назвали этот феномен "магнетричество" (magnetricity). Статья авторов опубликована в журнале Nature. Коротко о работе пишет New Scientist.

Существование магнитных монополей было предсказано Полем Дираком в 1930-е годы. С тех пор физики пытались обнаружить эти частицы экспериментально, однако до недавнего времени им это не удавалось. В сентябре две группы ученых заявили, что они смогли получить магнитные монополи в спиновом льду из титаната диспрозия (Dy₂Ti₂O₇). Термином "спиновой лед" обозначают вещество, в котором носители магнитного заряда организованы так же, как организованы протоны в обычном водяном льду. При температурах, близких к абсолютному нулю, спины атомов выстраиваются так, что часть из них "смотрит" в одну сторону, а часть - в другую. В итоге в спиновом льду образуется заряд, не привязанный к определенному физическому носителю. Его поведение соответствует поведению предсказанного Дираком монополя.

Авторы новой работы попытались определить свойства монополей в спиновом льду. Для этого они "обстреливали" их мюонами - неустойчивыми элементарными частицами. При распаде мюонов испускаются позитроны (аналог электронов, но с положительным зарядом). Траектория движения позитронов, как любых заряженных частиц, зависит от характеристик магнитного поля. По итогам экспериментов исследователи установили, что монополи в спиновом льду движутся, создавая магнитный "ток". Физики также смогли измерить магнитный заряд монополей. Полученное значение хорошо согласовывалось с теоретическими предсказаниями.

Теоретически магнитные монополи могут существовать не только в спиновом льду, но также в конденсате Бозе-Эйнштейна. Работа с обоснованием этого вывода появилась в июле 2009 года. Кроме того, образование опасных для Земли магнитных монополей предсказывали противники запуска Большого адронного коллайдера.