Lukács
8 °C
22 °C
Index - In English In English Eng

Létrehozták a mágneses monopólust

2009.10.15. 15:30
Kísérletben megvalósították az elektromosság mágneses megfelelőjét, amit magnetromosságnak neveztek el, és egy kristályban vándorló monopólust hoztak létre. A kutatás eredménye lehetővé teszi az atomméretű számítógépes memóriák megépítését.

A mágneseknek normális esetben két pólusuk van, északi és déli, amelyek elválaszthatatlanok. Ha kettévágunk egy mágnest, akkor mindkét darabban újra kialakul az északi és a déli pólus. Ez még akkor is igaz, ha a mágnest az atomjaira szedjük szét, mindegyik részecske miniatűr kétpólusú mágnesként viselkedik.

Fizikusok régóta foglalkoznak azzal az ötlettel, hogy a mágneses monopólus, amelyben az északi és déli pólusok nincsenek párban, és egymástól függetlenül mozognak, a spinjég nevű kristályszerű anyagokban létrehozhatók. Most ezt az elméletet sikerült a gyakorlatban megvalósítani. Az atomoknak megmaradnak az északi és a déli pólusaik, de az anyagon belül létrejönnek monopólusok. Ezek nem egy helyben vannak, hanem vándorolnak.

Ezen a területen szeptemberben volt az első áttörés, amikor két kutatócsoport neutronokkal bombázott spinjeget, amit abszolút nulla fok közeli hőmérsékletre hűtöttek. A neutronok viselkedéséből arra következtettek, hogy monopólusok jöttek létre az anyagban. Most egy harmadik kutatócsoport - a világon elsőként - meg is mérte ezeknek a monopólusoknak a mágneses töltését. A csoport az elektromos áram mágneses megfelelőjét is megfigyelte, és elnevezte azt magnetromosságnak (angolul: magnetricity).

A Nature tudományos lapban leírt kísérletet a londoni nanotechnológiai kutatóközpontnál dolgozó Steven Bramwell vezette, és ő is tagja volt annak a kutatócsoportnak, amely korábban - a Laue-Langevin intézetnél dolgozó Tom Fennell vezetésével - jelentést készített a neutronok furcsa viselkedéséről.

Ahhoz, hogy részletes információkat kapjanak a monopólusokról, Bramwell csapata müonokat fecskendezett be a spinjégbe. Amikor müonok elbomlottak, akkor a spinjégben lévő mágneses mező által befolyásolt irányban bocsátottak ki pozitronokat. Ez leplezte le a monopólusokat, és nemcsak a létezésüket, hanem azt is, hogy mozognak, azaz mágneses áramot hoznak létre.

Megmérték a monopólusok mágneses töltését, ami 5 Bohr-magneton per angström. Ez nagyjából megfelel az elméletben kiszámolt összegnek, ami 4,6 volt. Az is kiderült, hogy a monopólusok mágneses töltése a spinjég hőmérsékletétől és a nyomásától is függ.

A felfedezés a számítógépes memóriák gyártásában lesz hasznosítható. Köztudott, hogy a vincseszterek egy fémlemez mágnesezésével tárolják az adatokat - Bramwell szerint a monopólusok segítségével több adatot tudunk majd tárolni egy négyzetcentiméteren. A monopólus ugyanis nagyjából akkora, mint egy atom.

Most persze még a kutatások nagyok korai fázisában tartanak, és nem lehet tudni, hogy a monopólusok milyen újabb tulajdonságait fedezik fel.