磁鐵是很多80后90后童年的玩具，當一塊磁鐵摔成兩塊后，你會發(fā)現(xiàn)它變成了兩塊磁鐵，而不是形成兩個具有單磁極的磁鐵，當然，如果真摔成具有單磁極的兩塊磁鐵，你一定要好好保存，然后拿著它去換諾貝爾獎。

單磁極磁鐵的磁場由磁單極粒子產(chǎn)生，理論上如果找到磁單極粒子，那么必然存在單磁極磁鐵，但現(xiàn)實往往不隨人愿。

1931年英國科學家狄拉克通過數(shù)學公式預言了磁單極粒子的存在，他認為和帶基本電荷的電子類似，宇宙中必然存在帶基本“磁荷”的粒子。隨著理論物理學的發(fā)展，在大統(tǒng)一理論、超弦理論、暗物質理論等方面都預言到磁單極粒子的存在，科學界也開始了尋找磁單極粒子之路。

首先科學界認為磁單極粒子在自然界肯定存在，但是對古老鐵礦床的探測卻并沒有任何發(fā)現(xiàn)，于是把目光集中到天外隕石，卻依然沒有找到磁單極粒子。是隕石樣本在墜落過程中失真嗎？那就上天取石頭，人類登月成功并從月球帶回巖石樣本，通過探測依然沒有找到預言中的磁單極粒子。

自然條件下找不到磁單極粒子，那就在實驗室找吧，我們知道一塊磁鐵截成兩段后，在截斷位置會重新產(chǎn)生南北極磁場，從而閉合磁感線形成兩個磁場，如果繼續(xù)截斷就有四塊磁鐵了，如果我們一直截下去，截成一個原子呢？然后怎么截？高能加速器是個好辦法，科學家利用高能加速器加速質子，使其產(chǎn)生極高的速度去撞擊原子核迫使結合在一起的正負磁單極粒子分離，但是實驗做了很多次，磁單極粒子卻一次也沒有觀測到。

是加速器能量低嗎？那就在宇宙級能量中探索吧，于是科學家把目光投向高能宇宙射線，1975年美國科學家用探空氣球將感光底板送入高空，確實觀測到一個明顯的痕跡，但是大多數(shù)科學家認為那是重離子的痕跡，這個爭論一直到今天都沒有結果。

或許磁單極粒子根本就不存在，許多科學家相信這個觀點，就連晚年的狄拉克本人都對磁單極粒子的存在產(chǎn)生懷疑。在電場中，電力線起源與正電荷既可以終止與負電荷也可以延伸到無限遠處，它是不閉合的。而在磁場中，在磁體外部磁感線從N極發(fā)出再進入S極，在磁體內(nèi)部從S極發(fā)出后進入N極，它是一個閉合的場線。所以不能僅僅依靠電場的性質去推斷磁場，由于磁場的性質，在經(jīng)典電磁理論中，已經(jīng)排除了磁單極粒子的存在。而且對于磁場本身的形成科學家尚無統(tǒng)一認識，經(jīng)典物理學中，磁場被認為是點電荷定向移動造成的，而量子理論認為磁場是虛光子造成的效應，這就導致磁場可能改變就不存在，既然磁場不存在，那么磁單極粒子也就無從談起了。

也有許多科學家相信磁單極粒子是存在的，只是正反磁單極粒子結合的太緊密，目前的高能加速器無法致使其分開，而宇宙射線的觀測又受到條件限制，隨著觀測儀器的進步，必然會有發(fā)現(xiàn)。他們同樣認為，即使磁單極粒子存在，數(shù)量也是非常少的，如果宇宙之中存在大量的磁單極粒子，那么宇宙之中也就不會形成磁場，由于宇宙很大磁單極粒子又很少，所以遲遲沒有發(fā)現(xiàn)。

如果有一天真的發(fā)現(xiàn)了磁單極粒子，那必將導致物理學革命性突破，不僅現(xiàn)有的電磁理論將要修改，對于現(xiàn)代物理學和天文學的基礎都將產(chǎn)生影響。

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