Dirac-String

Während man bislang nach den theoretisch nicht ganz unmöglichen und möglicherweise auch indirekt gemessenen magnetischen Monopolen in der Kosmischen Strahlung, in Teilchenbeschleunigern oder sogar im Mondgestein gesucht hat, sind Forscher nun am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) scheinbar in Spin-Eis fündig geworden.

Paul Dirac hat bereits 1930 postuliert, dass magnetische Monopole an den Enden von den nach ihm benannten Dirac-Strings existierten müssten.

Das Untersuchungsmaterial, Dysprosium-Titanat, kristallisiert in einem so genannten Pyrochlor-Gitter und kann mittels eines Neutronenstreuexperimentes untersucht werden. Bei 0,6 bis 2 Kelvin haben die Forscher über ein externes magnetisches Feld die Dipole des Testmaterials in einem Verbund aus gewundenen Röhren ausgerichtet, welche als Transportmedium für den magnetischen Fluss dienen. Über das externe Feld ließen sich diese Strings in Symmetrie und Orientierung beeinflussen, auch die String-Dichte konnte kontrolliert werden, sodass schließlich an den String-Enden magnetischen Monopole sichtbar wurden.

Mal schauen, ob praktische Anwendungen im Bereich der Energieforschung (Myon-katalysierte Fusion), der Materialforschung (Magmaterie), der Anwendung von magnetischen Schutzfeldern (Raumschiffe) oder der Waffentechnik lange auf sich warten lassen…

Zugehörige Veröffentlichungen:

T. Fennell et al.: Magnetic Coulomb Phase in the Spin Ice Ho2Ti2O7. Science (online 3.9.2009)
dx.doi.org/10.1126/science.1177582
D. J. P. Morris: Dirac Strings and Magnetic Monopoles in Spin Ice Dy2Ti2O7. Science (online 3.9.2009)
dx.doi.org/10.1126/science.1178868