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中學生物理小常識:磁單極子之謎

2020.01.06

發布者:網上發布

把一根磁棒截成兩段,可以得到兩根新磁棒,它們都有南極和北極。事實上,不管你怎樣切割,新得到的每一段小磁鐵總有兩個磁極。因此,人們認為磁體的兩極總是成對的出現,自然界中不會存在單個磁極。

  然而,磁和電有很多相似之處。例如,同種電荷互相推斥,異種電荷互相吸引;同名磁極也互相推斥,異名磁極也互相吸引。用摩擦的方法能使物體帶上電;如果用磁鐵的一極在一根鋼棒上沿同一方向摩擦幾次,也能使鋼棒磁化。但是,為什么正、負電荷能夠單獨存在,而單個磁極卻不能單獨存在呢?多年來,人們百思而不得其解。

  1932年,著名的英國物理學家狄拉克,從理論上預言磁單極是可以獨立存在的。他認為:“既然電有基本電荷──電子存在,磁也應該有基本磁荷──磁單極子存在?!彼倪@一預見吸引了不少物理學家用各種方法去尋找磁單極子。人們在各種物質中,如礦物、火山灰、隕石、月球土壤中尋找磁單極子;也在加速器產生的粒子中尋找過磁單極子,用的方法和最精密的儀器,但都一無所獲。漸漸地,人們認為磁單極子可能根本不存在。

  但是,在1975年,美國科學家在高空氣球上探測宇宙射線時,意外地發現了一條單軌跡。經分析,認為這條軌跡是磁單極子留下的痕跡。然而這并不能說明真正找到了磁單極子。1982年2月14日,美國斯坦福大學的物理學家布拉斯·卡布雷拉宣布,他利用超導線圈發現了一個磁單極子,不過后來再沒有找到新的磁單極子。科學實驗必須能經得起多次的重復,所以,僅有這一事例還不能證實磁單極子的存在。

  目前,尋找磁單極子的工作仍在繼續進行,科學家們不斷改進實驗方法,提高探測儀器的精度。實現理想也許要經過好幾代人的努力,這是一項長期而艱巨的任務。

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