磁单极子的历程及对磁学理论的影响

超弦理论认为 自然界中的各种不 同粒子都是弦的不 同振动模式，比传 统的量子场论更具 预言能力。
从事超弦理论研究的物理学家普遍感到，他 们正处在一个与20 年代建立量子理论前夕非常 类似的年代，建立一个完整的M 理论和统一理论 将从根本上改变人们的时间和空间的观念，是最 有希望取得大统一成功的理论。
1. 磁单极子已成为解决一系列涉及微观世界和宏观世 界重大问题的突破口
磁单极子问题与物质磁性的来源、电磁现象的对称性、 同性电荷的稳定性、电荷的量子化等有关。如果磁单极子 确实存在，电荷的量子化就能得到合理解释，现有的电动 力学和量子电动力学就需要进行必要的修改。
磁单极子问题与宇宙极早 期演化理论及微观粒子结构理 论等有关，磁单极子的引出对 轻子结构、轻子和强子的统一 组成、轻子和夸克对称等难题 都能给以较好的解释，物理学 以及天文学的基础理论也将有 重大的发展，人们对宇宙起源 和发展的认识会再深入一步。
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1982年2月14日，美国斯坦福大学的物理学布拉斯•卡布雷拉宣布 他利用高灵敏度和高磁屏蔽的超导量子干涉仪式磁强计进行磁单 极子的探测但是未能再观测到磁单极子。
寻找磁单极子的过程中也有的科学家提交了乐 观的实验报告
2004年12月，一组来自中国、日本、瑞士的科学家，报告 了发现磁单极子存在的间接证据。他们在铁磁晶体中观察到两 个反常霍尔效应，为只有假设存在磁单极子才能解释，这种现 象是磁单极子存在的“指纹”。
在2009年《科学》杂志中，法国物理学家在对一种名为 自旋冰的奇特晶体物质进行研究时发现了一种真实凝聚态物质 中存在的类似磁单极子的准粒子。它证明了磁单极存在使得 一般看来，磁的来源总是同 麦克斯韦方程具有更 电相关的，即由电的运动产生磁 加对称的形式，而且 场，而且产生生物质磁性的磁矩 磁荷和电荷一样遵守 也是同自旋和电荷相联系的。这 守恒定律 样磁矩的两个磁极(便是不能分开 和分离存在的。这同物质的电性 是很不相同的。因为电性中既有 D 电矩的存在，也有分开的正电荷 和负电荷的存在。这样就造成了 B m 磁和电的不对称，使描述电磁现 象的麦克斯韦电磁方程组也显得 E B J m t 不对称，例如电通密度的散度为 D 电荷密度，而磁通密度的散度却 H Jm t 为零，因为只有磁矩，没有分离 的磁极。
但是，实际上磁和电这对佳偶也并非是完全对称的，这种 不对称性不论从宏观还是微观上都有所反映。 在宏观上，从地球、月球、 行星到恒星、银河系和河外星系， 不可胜数的天体以及辽阔无垠的 星际空间，都具有磁场，磁场对 天体的起源、结构和演化都有着 举足轻重的影响；可是电场在宇 宙空间几乎无声无息，对丰富多 彩的天文学似乎毫无建树。
1931年，狄拉克第一次从理论上预言了磁单极子的存在，他认为 磁单极子是仅带有北极或南极的磁性粒子，就像单独存在的正负 电荷一样。 1973年，科学家对“阿波罗”11号、12号和14号飞船运回的月岩 进行了检测，而且使用了极灵敏的仪器。但出人意料的是，竟没 有测出任何磁单极子。
1975年，美国的科学家在高空气球上探测宇宙射线时，意外的发 现了一条单轨迹。经多方的分析认为这条轨迹很可能是磁单极子 留下的痕迹。但是没有过多久，又有人给出了其他的可能解释， 认为这条所谓磁单极子留下的轨迹同样可以由铂核分裂成锇核然 后再变成钽核获得，所以这个关于磁单极子的探测结果并未得到 物理学界的普遍承认。
微观上看：在磁与电的 关系中，磁性是更为本质的 东西，我们可以用磁来制约 电，却不能用电来制约磁 (用电产生磁，例如电磁铁， 则是另外一回事)。
在电现象里，带电体可分割成单独 带有正电荷和负电荷的粒子，正、负电 荷可以单独存在；而磁体的两极总是成 对出现，无论磁针被分割成多少部分， 无论把它分割得多么小，新得到的每一 段小磁铁总有两个磁极，人们从来没有 发现过单独存在的磁极——磁单极子。
2002-2003年，方忠等人声称找到了动量空间中磁单极子 存在的直接证据，他们详细分析了动量空间的势能奇点，认为 它们实质上相当于倒格子空间的某种磁单极子, 这种磁单极子 具有很低的能量。磁单极子的存在使得反常霍尔效应得到了完 美的解释，同样，反常霍尔效应也直接证明了磁单极子在动量 空间的存在性。
2.磁单极子与超弦理论
20世纪60年代，格拉肖、温伯格、萨拉姆等人成功地统一了 电磁相互作用与弱相互作用。爱因斯坦花费了他的后半生，寻求 引力与电磁相互作用的统一理论，但没有成功。在20 世纪后期， 一些科学家抛弃了基本粒子是点粒子的假设，提出了基本粒子是 一维弦的假设，建立起一个自洽的理论——超弦理论。
磁单极子的历程及对 磁学理论的影响
磁单极子简介
电磁，电磁，在许多 人的印象里，电和磁就像 是一对孪生兄弟，说到电， 必然也会说到提到磁，自 然也离不开电。
电和磁确实有许多相似之处：带电体周围有电场，磁体 周围也有磁场；同种电荷相斥，同名磁极也相斥；异种电荷 相吸，异名磁极也相吸；变化的电场能激发磁场，变化的磁 场也能激发电场；用摩擦的方法能使物体带上电，如果用磁 铁的一极在一根铁棒上沿同一方向摩擦几次，也能使铁棒磁 化——物理学家法拉第和麦克斯韦为此创立了“电生磁、磁 生电”的电磁场理论。