登陆注册
2990900000004

第4章 找不到的磁单极子

一条磁铁总是同时拥有南极和北极,即便你将它摔成两半,新形成的两块磁铁又会立刻分别出现南极和北极。这种现象一直持续狄拉克到亚原子水平。看上去,南极和北极似乎永远不分家。是这样吗?很多物理学家对这一点相当怀疑。

英国物理学家狄拉克是首先预言存在磁单极子的物理学家。他在创立著名的狄拉克方程后,于1930年首先预言了正电子的存在。两年之后正电子就被CD安德森在实验中发现。基于他的方程,狄拉克还预言了另外两种基本粒子——只有南极或只有北极的磁单极子。

这是两种虚无缥缈的粒子,因为它们完全来自于纸上计算,而正电子在被预言之前至少人们已经知道了电子的存在。但是,既然电荷能够被分为独立的正负,那么,磁似乎也应该能被独立出南极和北极。对于物理学家来说,这才是“对称”的。

后来,在20世纪80年代,物理学家在试图将弱电相互作用和强电相互作用统一在一起,以便最终能完成所谓“大统一理论”时,某些理论也预言了磁单极子的存在。

物理学家们在研究磁单极子的过程中发生过许多出人意料的故事。

20世纪70年代,美国物理学家阿兰·古斯在康奈尔大学做博士后期间,与合作者研究宇宙早期磁单极子的产生。这个研究没有让他在磁单极子方面做出突破,却让他对宇宙学做出了一个重要贡献。

1979年12月7日,已经到了斯坦福线性加速器中心工作的古斯在他的草稿纸上写下了“惊人的领悟”。前一天晚上的计算让他相信,从当时的粒子物理和宇宙学假设推导出去,早期宇宙中会产生过量的磁单极子。解决这个矛盾的办法是,宇宙早期经历了“暴涨”阶段。古斯成为暴涨理论的创始人。

同样是在70年代,美国斯坦福大学的物理学家布拉斯·卡布雷拉用电线建造了一个仪器,来探测宇宙射线中的磁单极子。假如有磁单极子从仪器中通过,仪器就会得到一个8磁子(磁子是一个常数)的信号。他确实得到了一些信号,但都是一两磁子而已,从来没有超过3磁子。1982年的情人节,卡布雷拉没有到实验室工作。而当他再次回到办公室的时候,惊讶地发现仪器恰恰在情人节这天记录到了一个8磁子的信号。此后,卡布雷拉建造了更为大型的探测器,想要寻找更多这样的信号,却再也没有找到。著名物理学家史蒂芬·温伯格在1983年的情人节还专门写了一首诗送给卡布雷拉:“玫瑰是红色的,紫罗兰是蓝色的,是时候找到单极子了,第二个!”可是直到今天,并没有人再次找到过磁单极子。卡布雷拉当年的发现也因此令人生疑。物理学家们尝试过在月面物质样本中寻找,也尝试过在粒子加速器的碰撞实验中寻找,但都一无所获。

2009年9月4日出版的《科学》杂志上,德国亥姆霍兹联合会研究中心的研究人员报告他们在一种特殊的晶体中观察到了“磁单极子”的存在。并介绍了这些磁单极子在一种实际材料中出现的过程。它标志着人们首次在三维角度观察到了磁单极子的分离。

但他们的“磁单极子”与狄拉克预言的磁单极子仍有天壤之别。科学家什么时候能找到真正的磁单极子,乃至真正的磁单极子是否存在,仍然都是问号。

同类推荐
  • 帅哥王子

    帅哥王子

    《帅哥王子》收录了若干篇有关王子的童话故事,大部分是中外名家名作,也包括部分民间童话。在本书的故事中,《白熊王子》讲述的是一个小姑娘被白熊娶了回去,只有在晚上才能变成人,但是因为这位姑娘的好奇,让白熊身上的诅咒生效,白熊被女巫抓走了。原来白熊是一个王子,而这个小姑娘也开始为了找回白熊王子而奔波,最后找回王子。《快乐王子》讲述的是快乐王子和小燕子为帮助穷人而牺牲了自己的故事。快乐王子活着的时候,在王宫里每天都过得非常开心,从不知道忧愁和贫穷是什么。
  • 魔杖

    魔杖

    时值大雪纷飞,天地间白茫茫的一片,几只饥饿的乌鸦在雪幕里盘旋穿梭。房屋、树木、山脊全都被厚厚的积雪覆盖着,鹅毛大雪依然纷纷扬扬地飘落着,丝毫没有停下来的意思。雪地里猛然戳进一根拐杖,紧跟着拐杖的痕迹,一个穿着毡鞋的老人,留下一行重重的、蹒跚的大脚印……
  • 校园大侠

    校园大侠

    “我爸爸说,这次考试,要是我考了100分,放暑假就带我到北戴河玩。”“我妈妈答应我,如果我考了100分,就奖给我100块钱。”“我舅舅说,如果我这次考了100分,就送我一辆山地车。”“我要考了100分,我爷爷会带我去吃麦当劳。”“我只要考90分以上,我爸爸就会带我到哈哈游乐城玩。”
  • 桶、盆和椅子三兄弟

    桶、盆和椅子三兄弟

    《桶、盆和椅子三兄弟》是一本为中小学生量身打造的儿童文学作品集,以“可读性强”“文笔优美”的选稿标准,精选了曹文轩、梅子涵、毛芦芦、李娟等国内知名一线儿童文学作家的优秀作品,体裁涵盖小说、童话和散文等,借助经典篇章、璀璨字句和优美文笔,充实广大青少年的课外阅读生活,借助阅读的力量,帮助他们发现世界、体验人生、汲取思想与文化,提高文学修养。
  • 365夜动物故事

    365夜动物故事

    童话与别的东西都不一样。它像孩子一样纯真、善良、可爱、顽皮、有趣、活泼,并充满无限的爱心和温暖。《365夜动物故事》是一本充满想象力的童话。这些有趣的童话故事,很短,仅有几百字;也很长,从此伴随一生!读完后,你有了梦想飞翔的感觉吧?《365夜动物故事》祝愿所有喜欢童话的大孩子和小孩子们,在童话的芬芳里甜甜入梦! 
热门推荐
  • 1970年代,我当乡村教师(二)

    1970年代,我当乡村教师(二)

    1971年清明节过后,一位身材魁梧的青年走进了尚在村内的宋家沟小学。穿一身黄军装,身后背着方方正正的铺盖卷儿,因为没有帽徽和领章,一看就是退伍军人。向我们说,叫赵玉恒,公社教育组派到这里任教,说着,从身上掏出一张介绍信。我们看看,上面盖着公社教育组的大红章子。经过交谈,我们进一步了解到,这位赵老师26岁,是本公社后刘王庄人,1964年考入临沂师范,1968年参军,在部队干到副排长,因为当工程兵落下胃病,不得不转业,回本县加入了教师队伍。来宋家沟之前,刚刚结婚。因为在临沂师范上过学,并且当过解放军,我对很崇拜。
  • 追妻无门:女boss不好惹

    追妻无门:女boss不好惹

    青涩蜕变,如今她是能独当一面的女boss,爱了冷泽聿七年,也同样花了七年时间去忘记他。以为是陌路,他突然向他表白,扬言要娶她,她只当他是脑子抽风,他的殷勤她也全都无视。他帮她查她父母的死因,赶走身边情敌,解释当初拒绝她的告别,和故意对她冷漠都是无奈之举。突然爆出她父母的死居然和冷家有丝毫联系,还莫名跳出个公爵未婚夫,扬言要与她履行婚约。峰回路转,破镜还能重圆吗? PS:我又开新文了,每逢假期必书荒,新文《有你的世界遇到爱》,喜欢我的文的朋友可以来看看,这是重生类现言,对这个题材感兴趣的一定要收藏起来。
  • 天命洛河图

    天命洛河图

    河神洛不凡的女儿偶遇了个神秘美男子。桃树精花颜嘴馋喝了坛六千年的桃花酿。从此天上人间,命运轮转…… 洛小小:“那日,洛水边桃花灼灼,我初次遇见你才知道,这世上有一种人,是如罂粟花一般危险的。”玄夜:“呵,你真是弱小的,同尘埃一样啊!”龙九漓:“曾经,我有两个朋友,一只是爱算计的狐狸,一株是爱喝酒的桃花……”摩炎:“自出生那日君父就告诉我,龙族九女是我命定的劫数,我拼了命的努力终于足够强大,却不想这劫竟是情劫,你说好笑不好笑......” 洛水尽,河图出,九州动荡,乾坤大劫!
  • 中国第一商帮

    中国第一商帮

    为什么哪里有市场,哪里就有浙江人?为什么全国500强企业中,浙江企业总是位居前列?为什么每年的福布斯富豪榜上,浙商总是占据绝大多数?浙江商人作为商人的一个群体,不仅创造了许多财富,而且为全国商人提供了一套可学可操作的经商哲学。经商要学浙商,浙江商人最大的优势在于精神优势……
  • 流年杂履

    流年杂履

    本书是一本散文随笔集。收入作者发表于报刊的文学评论、书评和影视评论。还有作者童年、少年、青年时代对家乡、亲朋和学校生活的回忆性文字,以作者的亲历亲见亲受所感见证了家乡和社会生活的变迁和历史发展,表现了作者对亲情、友情、乡情的眷顾和热爱,从一定程度上折射并透视出特定历史时代风云的沧桑激变。书中收入的域外观感和国内游记类文字,意在通过对域外风情的介绍见出文化背景的差异,为我们的建设提供参照。国内游记旨在激发爱国情怀和亲近自然,以珍惜爱护我们的旅游资源。
  • 剑心武神

    剑心武神

    轻罗离愁犹余殇,杯酒难释敬行郎;凡春似锦遥无路,独有荆棘守寒广。飘摇垂月映如靥,蜉蝣且来斗思量;海萍微浮波轻起,西风卷帘升惆怅。人生难允柴米断,只身流落到平康;雅阁挂帘十二载,故城遥盼归行郎。
  • The Memoirs of Marguerite de Valois

    The Memoirs of Marguerite de Valois

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 追妻无门:女boss不好惹

    追妻无门:女boss不好惹

    青涩蜕变,如今她是能独当一面的女boss,爱了冷泽聿七年,也同样花了七年时间去忘记他。以为是陌路,他突然向他表白,扬言要娶她,她只当他是脑子抽风,他的殷勤她也全都无视。他帮她查她父母的死因,赶走身边情敌,解释当初拒绝她的告别,和故意对她冷漠都是无奈之举。突然爆出她父母的死居然和冷家有丝毫联系,还莫名跳出个公爵未婚夫,扬言要与她履行婚约。峰回路转,破镜还能重圆吗? PS:我又开新文了,每逢假期必书荒,新文《有你的世界遇到爱》,喜欢我的文的朋友可以来看看,这是重生类现言,对这个题材感兴趣的一定要收藏起来。
  • 牵丝王妃

    牵丝王妃

    PS:本文就是个爆笑宫廷文。大格局。呆作者自认不套路,亲可放心入坑。正经简介:公道不顾我,我自去取。命不顾我,我自强不息。腹黑,有谋略,有隐忍......涅槃之后,我自成凰!无论如何邵郁都能忍。而后,邵郁开始怀疑人生,怎的一被这湘安王黏上,每日都被气得不能忍了呢?三哥嘴欠嘴贫嘴打墙就算了。她忍。一顶顶“锅”不要银子似的连番扣过来,人言可畏,湘安王妃成了百姓口中津津乐道的“善妒”、“母老虎”、“钱耙子”......忍无可忍的一日,邵郁虚弱将内衫笼在身上先遮遮羞,将湘安王堵在了玉池边:“三哥,你是气府里连个小妾都无,便自己化作小妾,要跟我斗个没完么?”
  • 苦着坚持,笑着放下

    苦着坚持,笑着放下

    人生不如意十有八九。因此,许多人说,人生是一段苦难历程。其实,大可不必如此伤感。只要掌握了在苦与乐、坚持与放下之间进退、选择的学问,就能品出人生的味道。本书围绕“坚持”和“放下”来阐释人生的哲理,为读者提供了在人生道路苦难与挫折的策略。成功从来只青睐人生中的种种负累,比如名和利及以往的成功与荣耀,只要淡然面对,你就可以活得更轻松、更快乐。