Наука У электричества появилась новая младшая сестра – магнетричество.
Команда физиков в Англии создала магнитные заряды с изолированными северными и южными полюсами и направила их в поток кристаллов, не больше сантиметра в диаметре. Эти движущиеся магнитные заряды, которые ведут себя почти также, как электрический заряд, проходящий через аккумуляторные устройства и биологические системы, однажды могут быть полезны при разработке "магнетронного" устройства, хотя какие функции будет выполнять это устройство пока остается только догадываться.
В магнитах полюсов всегда два. Независимо от того, на сколько частей вы разрежете магнит, даже до самых атомов, у каждой частички все равно будет диполь – северный и южный полюса.
Магнитные молекулы, из которых состоит кристаллический материал, называемый спиновым льдом, расположены в форме треугольной пирамиды, что мешает им комфортно выстраивается в одном направлении, указываемом полюсом. Таким образом, каждая пирамида обладает, как правило, двумя магнитными полюсами, указывающими в одно направление и еще двумя, указывающими в противоположное направление.
В 2009 году Стивен Брамвелл (Steven Bramwell) из университетского колледжа Лондона обнаружил, что иногда молекула резко меняет свое направление движения, переворачивается и извивается. После этого появляются два полюса – северный и южный. Сама молекула стоит на месте, а эти призрачные полюса, которые фактически не прилагаются ни к какому физическому объекту, могут перемещаться независимо друг от друга при помощи цепной реакции от пирамиды к пирамиде.
"В итоге они располагаются так далеко друг от друга, что теряют "память" друг о друге", - говорит Брамвелл. "Диполь распадается и превращается в два монополя". Однако, некоторые ученые сомневаются в целесообразности использования термина "монополь", описывая явление, которое происходит только внутри спинового льда. Этот термин традиционно относится к космическим монополям, которые, как полагается, появились во время Большого Взрыва. Впервые этот термин предложил использовать в 1931 году Поль Дирак (Paul Dirac).
"Настоящий монополь – это магнитный заряд, который существует в вакууме", - говорит физик Майкл Бониц (Michael Bonitz), специалист института теоретической физики и астрофизики в Киле, Германия. "То, что получили они – это сложная система конденсированного вещества".
Хотя стоит отметить, что в пределах спинового льда, эти блуждающие полюса ведут себя точно, как монополи. У полюсов есть магнитный заряд, что соответствует теоретическим описаниями, и взаимодействуют они друг с другом по тому же закону, который регулирует взаимосвязь электрических зарядов (закон Кулона).
Используя краткие магнитные импульсы, Брамвелл и его команда уже разработали способ вызывать ток с помощью этих магнитных зарядов – магнетричество, причем процесс продолжается в течение нескольких минут. "При помощи магнитного поля мы создаем магнитные заряды, и направляем всю их силу в одну сторону", - говорит физик Шон Гиблин (Sean Giblin) и соавтор исследования, опубликованного в он-лайн журнале Nature 13 февраля.
Эти токи выявили новые сходства между магнитными и электрическими зарядами. При создании и медленном рассеивании магнитных зарядов эксперты следовали таким же принципам, которые управляют заряженными частицами – ионами – в аккумуляторных электролитах.
Таким образом, способ, при помощи которого спиновой лед сохраняет магнетический заряд, очень похож на способ, которым пользуются конденсаторы для хранения электрического заряда.
Брамвелл признается, что он мечтает о том, чтобы когда-нибудь магнетричество все же породило новую технологию под названием "магнетроника". Он признает, что это может занять достаточно длительный период времени, поскольку токи появляются только в кристаллах, температура которых близка к абсолютному нулю.
