Gennembrud i forståelsen af ​​magnetiske monopoler kan signalere nye teknologier

Et gennembrud i forståelsen af, hvordan kvasi-partiklerne kaldet magnetiske monopoler opfører sig, kan føre til udvikling af nye teknologier til erstatning af elektriske ladninger.

Forskere ved University of Kent anvendte en kombination af kvante og klassisk fysik for at undersøge, hvordan magnetiske atomer interagerer med hinanden for at danne sammensatte objekter kendt som 'magnetiske monopoler'.

Baseret på undersøgelsen på materialer kendt som Spin Ices, holdet viste, hvordan man kan opnå et "hop" af en monopol fra det ene sted i krystalgitteret i Spin Ice til det næste ved at vende retningen på et enkelt magnetisk atom.

Selvom magnetiske atomer i teorien ved lave temperaturer ikke har nok energi til at gøre dette, teamet fandt ud af, at når en monopol ankommer til et gittersted, det fremkalder ændringer i felterne, der virker på de magnetiske atomer, der omgiver det, hvilket gør dem i stand til at 'tunnelere' gennem energibarrieren.

Dr. Quintanilla fra University's School of Physical Sciences sagde:'Vi fandt beviser for, at denne mystiske lavtemperaturhopping opnås gennem kvantetunnel:et fænomen, der gør det muligt for et kvanteobjekt at overvinde en forhindring, som ville, ifølge de klassiske fysiske love, kræver mere energi, end systemet har til rådighed.

'Vi viste, at de magnetiske atomer, der danner en monopol, oplever felter, der er på tværs af deres egne, som igen fremkalder tunnelleringen. Vi beregner de monopolhoppehastigheder, der følger af dette scenario, og finder dem i store træk i overensstemmelse med tilgængelige observationer. '

Forskerne foreslår, at denne bedre forståelse af monopolbevægelse i spin -ismaterialer kan muliggøre fremtidige teknologier baseret på bevægelige magnetiske monopoler, frem for elektriske ladninger.