У электричества появился родственник -"магнетричество".

Команде ученых-физиков удалось в объеме небольшого кристалла, длиной около одного сантиметра, создать раздельные магнитные"заряды",северные и южные магнитные полюса, и заставить их течь в нужном направлении. Эти движущиеся магнитные заряды ведут себя почти таким же образом, как и электрическиезаряды, переносимые электронами, текущие по проводникам и элементам электронных схем. Сделанное открытие, вероятно, может быть использовано для развития области"магнетроники",смежной с областью электроники, но использующей для своей работы движение магнитных зарядов.

Известно, что обычные магниты всегда имеют два полюса - южный и северный. Даже если разделить магнит на несколько частей, каждая из этих частей будет иметь два разных полюса. Но магнитные молекулы материала, называемогоспиновым льдом(spin ice),имеют форму нескольких соединенным между собой треугольных пирамид, которая не позволяет им упорядочиваться таким образом, что бы стать классическим магнитом с двумя разными полюсами. В большинстве случаев молекула спинового льда представляет собой два магнита, обращенные внутрь одноименными полюсами.

Еще в 2009 году Стивен Брэмвелл (Steven Bramwell), ученый-физик из Университетского колледжа Лондона (University College of London), обнаружил, что иногда молекулы спинового льда разрушаются."Дипольная молекула раскалывается, образуя две молекулы, обладающие свойствами монополя"-рассказывает он. Эти две монопольные части молекулы могут перемещаться от одной молекулы к другой, вызывая цепную реакцию разрушения.

Некоторые из ученых подвергли сомнению правомерность использования понятия"монополь".Это понятие, введенное в 1931 году в область теоретической физики Полом Дирэком, традиционно связывают с космическими монополями, которые, как считается, были созданы во время Большого Взрыва."Реальный монополь является обособленным магнитным зарядом, способным существовать только в вакууме"-утверждает Михаэль Бониц (Michael Bonitz), физик из Института Теоретической Физики и Астрофизики в Киле, Германия. -"А то, что получили эти ученые, является всего лишь сложной системой конденсированного вещества".

Тем не менее, в пределах кристалла спинового льда эти блуждающие магнитные полюса ведут себя в точности как монополи, перенося магнитные заряды. Поведение и взаимодействие этих зарядов вполне предсказуемо, оно полностью подчиняется физическому закону, который описывает взаимодействие электрических зарядов, закону Кулона. Используя короткие импульсы магнитного поля, Брэмвелл и его команда нашли способ создания и управления упорядоченными потоками магнитных зарядов - так называемого"магнетричества".Эти потоки, циркулирующие внутри кристалла в течение длительного времени, ведущие себя подобно электрическому току, могут стать основой для создания совершенно нового типа приборов, устройств и породить совершенно новую область - магнетронику. Конечно, это произойдет не сегодня и даже не завтра с учетом того, что сейчас все эти процессы проявляются только внутри кристаллов и при температурах, близких к температуре абсолютного нуля.

Источник

Идет создание самой большой в мире ловушки для антивещества.

Процесс создания антиматерии является одним из сложнейших и загадочных процессов, реализованных учеными-физиками, но и удержание антиматерии от аннигиляции является не менее сложной задачей. В настоящее время группа ученых из Калифорнийского университета в Сан-Диего, возглавляемая Клиффордом Сурко (Clifford Surko), занимается созданием ловушки для антивещества, способной удержать рекордно большое количество античастиц в течение длительного времени, достаточного для проведения научных работ и исследований.

Антивещество представляет собой"зеркальное отражение"обычного вещества. Для каждой элементарной частицы, к примеру электрона, имеется свой анти-аналог, позитрон в случае электрона, с такой же массой и свойствами, но с противоположным зарядом. Основная проблема в изучении антиматерии состоит в том, что стоит только античастицам войти в контакт с частицами обычной материи, эти частицы взаимно уничтожаются, аннигилируют, выделяя энергию и гамма-излучение. Таким образом, любой контейнер, в которое будет помещено антивещество, тут же подвергнется полному разрушению.

Новая ловушка для антивещества, низкоэнергетических позитронов, создаваемая физиками, будет использовать сложную комбинацию электрических и магнитных полей, удерживающих античастицы от контакта с обычными частицами. В новой ловушке одновременно сможет удерживаться более триллиона частиц антивещества."Наша ловушка будет напоминать большой отель с небольшими комнатами, в качестве которых будут выступать магнитные ловушки. В каждом таком"номере отеля смогут проживать"десятки миллиардов античастиц"-рассказывает Сурко.

Ученые так же разрабатывают методы и технологии с помощью которых можно будет охладить антивещество до сверхнизких температур, что замедлит движение античастиц исделает возможным проведение измерений, экспериментов и исследований. Так же, используя магнитные поля, ученые попытаются сжать большие облака античастиц, превратив их в плотные куски антивещества, которые затем можно будет использовать для практического применения."Это будет напоминать выдавливание зубной пасты из тюбика, только в нащем случае из"горловины тюбика"будет выходить невероятно плотный луч из античастиц"-пояснил Сурко. -"А мы будем использовать этот анти-луч для изучения того, как античастицы реагируют и взаимодействуют с обычными частицами. Это, в свою очередь, позволит нам приоткрыть некоторые тайны строения материи".

Еще одной работой, над которой трудятся эти ученые, является создание портативной ловушки для антивещества, которая может использоваться не только в лабораторномоборудовании, но и стать частью другого оборудования, медицинского и промышленного."Если мы получим портативную и надежную ловушку, то это ускорит практическое применение антивещества в мире".Несмотря на то, что антивещество является еще пока чрезвычайно экзотическим явлением, оно уже используется в медицинских томографических сканнерах PET (Positron Emission Tomography).

Источник