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磁流的特性与电流极为类似
电流有了一个全新的小妹妹：磁流.
一个由英国物理学家组成的研究团队创造出了磁荷――独立的磁北极与磁南极――并且引导它们在不到1厘米宽的水晶体中流动.这些处于运动中的磁荷其行为特性与流动于电池及生物系统中的电荷极为类似,将来的某一天它们或许会在处于发展阶段的磁导设备中有所作为――尽管这种设备到底能够做什么对于任何人来说还处于猜测阶段.
在磁体中,磁极总是成对出现.不论你将一块磁体一分为二多少次,甚至达到其自身的原子领域,每一个磁体部分也将会拥有一个北极和一个南极――即双极子.
但是由水晶材料构成的被称为“自旋冰”的磁分子却以一个三棱锥的形态进行排列,而这种形态恰恰使得磁分子不能将它们的磁极以指向相同方向的形式舒服地排成直线.作为一种不协调的折中,每个棱锥便趋向于拥有两个指向朝内及两个指向朝外的磁体.
2009年,来自于伦敦大学学院(University College London)的史蒂文布拉姆威尔(Steven Bramwell)发现有时候一个分子会扭动并翻转,两个磁极――一个北极以及一个南极――便诞生了.分子自身会保持不动,但这些实际上不依附于某个自然物体上的奇异的磁极却能够随着翻转分子的连锁反应相互独立地到处移动.
“最终,它们各自距离越来越远,以至于它们相互之间失去了所有的记忆,”布拉姆威尔说道,“双极子由此被一分为二,并且成为了两个磁单极子.”某些科学家对使用磁单极子这个术语作为仅仅存在于“自旋冰”内部现象的描述表示质疑.从传统上说,这个术语是应用于宇宙的磁单极子,它们被认为在宇宙大爆炸期间形成,并于1931年被保罗迪拉克(Paul Dirac,英国物理学家,曾获1933年诺贝尔物理学奖――译者注)首次进行了理论方面的系统阐述.
“一个真正的磁单极子可能就是一个存在于真空中的磁荷,”来自于德国基尔市理论物理与天体物理研究所的物理学家迈克尔波尼茨(Michael Bonitz)说道,“它们所拥有的是一个复杂的、浓缩的物质系统.”
在自旋冰的范围之内,这些漫游磁极的特性与磁单极子非常相像.磁极携带的磁荷与理论上的预测非常接近,并且在相互结合方面也与控制电荷的交互作用一样遵从相同的法则,即库伦定律.通过运用短暂的磁脉冲,布拉姆威尔和他的团队目前开发出一种方法触发磁荷流――即磁流――其持续时间可达几分钟.
“我们运用一种磁场来创造出磁荷,并且让它们沿着相同的方向移动,”来自于牛津郡卢瑟福阿普尔顿实验室(Rutherford Appleton Laboratory)的物理学家肖恩吉布林(SeanGiblin)说道.
这些流显示出磁荷与电荷之间新的相似性.最新被创造出的且缓慢耗散的磁荷其遵从的法则与控制带电粒子在溶解液中――诸如离子在电池电解质中――的表现所依据的法则极为一致.
自旋冰存储磁荷的方法与电容存储电荷的方法也很相似.因此布拉姆威尔对于磁流的设想是某一天可产生一种被称为“磁学”的新技术.但是他也承认要达到那个地步还需要时间,特别是因为这些仅仅出现在水晶体中的流只有在接近绝对零度时才可保持存在.
科学新闻(2011-3-12)
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再次访问Tempel 1彗星：5年前,NASA曾向Tempel 1彗星发射了一个探测器,现在NASA再次对其进行了拍摄观测.
科学新闻(2011-3-26)
封面故事
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特定
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科学新闻
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宇宙射线理论或被颠覆：一项最新研究表明,快速移动的粒子流并非只被超新星所推动.
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新型：研究人员预言,碳元素具备一种新形态,如果它能被生成,或可具备工业应用价值.
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