磁单极子

最近无数人在各种blog，bbs以及SNS网络上分享消息，说磁单极子被发现了（[1，2]）。水木上某天好像还有人因此上了十大，原因是他挖了一个坑，声称学电子的和学通信的可以洗洗睡从此不再念书了，因为“磁单极子被发现了，麦克斯韦方程组要被推翻了”。

但是其实这两篇Science都是标题党。他们发现的不是真空中独立的磁单极子，而是固体中的一种准粒子。这个准粒子是由若干自旋拼成的，而自旋只是相当于非常小的磁偶极罢了。也就是说，这个磁单极子可以看成若干磁偶极的组合。考虑到我们见过的磁铁也都是若干小磁畴的组合，你也可以等效的把它看作由很多北极磁单极子在一头，南极磁单极子在另一头构成的组合体——只不过没有办法把它们分开罢了。

然后，这两篇Science即使在物理上也没有什么新意，因为原理去年就被人提出来了。下图是其原理图。这两篇文献的意义是第一次在实验中观测到了这种效应。当然实验上做出来了，也许对以后自旋电子学的发展有好处。

（C. Castelnovo et,al. Nature 451, 42-45 (3 January 2008) | doi:10.1038/nature06433;）

我觉得磁单极子被发现在国内很受重视的一大原因是：高中物理课本上专门提到了这个概念，并配了一张简洁优美的插图解释超导环探测磁单极子的原理，而且还不是考试范围。大家总是对八卦的事情感兴趣——至于磁单极子真的被发现了以后，到底有什么用，麦克斯韦方程组如何修改，那就不是打酱油的范畴了。不过就我个人而言，我其实还是很期待有人发现磁单极子的，这样公众对物理学的兴趣也许会提高些吧，这样我这部分靠骗经费吃饭的人也许能分一杯羹。

最后说一句：文中磁单极子的概念纯属炒作，但是探测的手段：中子散射却是一件非常精妙的技巧。中子没有电荷，穿透性极强，但是却有磁矩，可以探测磁场的细节，是一种很有用的手段。另外中子还能被声子散射。如果能巧妙运用中子散射的手段，应该能探测到固体中更多的奇异现象。