难道没有磁单极子

我们的地球，有一个北极，还有一个南极，这是大家都知道的。在北极附近，还有一个“南极”；南极旁边，也还有个“北极”，知道的人就不多了。“南极”和“北极”是两个磁极，因为地球是个大磁场，这就有了磁南极和磁北极。

在地球发展史上，磁极曾经颠倒过，北极成了南极，南极换成了北极。这种过程进行过多次，只不过不管变多少次，那也只是两个磁极“交换场地”，就像踢足球一样，踢半场就交换场地。交换的结果，一定是有南极就有北极，反过来说也一样，磁极总是成对出现的。

磁铁也是这样，一块磁铁也有两极。把一块条形磁铁悬吊在空中，总是一个磁极指北，另一个指向南方。指北的磁极叫北极，记作N极；指南的磁极叫南极，记作S极。

磁铁的磁极也总是成对出现的。把一块大磁铁折成几个小块，每一小块磁铁的磁极也是成对出现的。没有人见过孤零零的一个磁南极，也没有孤单的磁北极。

科学家纳闷儿了：磁和电有许多相似之处，电能生磁，磁能生电；同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；同名电荷也是相互排斥，异名电荷也是相互吸引。可是，正电荷可以单独存在，负电荷更是如此，为什么磁单极不能单独存在？

磁和电有许多相似之处，却不那么完美。1931年，英国物理学家狄拉克预言：宇宙中存在着单个的磁单极子。这是一种具有磁荷的粒子，磁荷的性质与电荷类似，只含单个磁极。狄拉克说，自然界存在磁荷，就可以解释为任何粒子的电荷都是电子电荷的倍数。只有这样，电和磁的相似才更加完美。

狄拉克深信自己的预言，他说：“如果自然不应用这种可能简直令人惊诧。”他的预言具有巨大理论意义，美籍华裔科学家杨振宁称赞这个假设是“神来之笔”。著名物理学家费米也认为“它的存在是可能的。”

狄拉克的假设，吸引着许多人投入到搜寻磁单极子的行列，到天上去找，到地下去找，到实验室中去找。

科学家们认为月球上没有空气，磁场非常微弱，是存在磁单极子的好环境。幸好美国的阿波罗飞船到过月球，取回来了一些月球上的岩石，就拿来检测。科学家使用的检测仪器灵敏度很高，哪怕只有一个磁单极子，也可以检测出来。然而，一个也没有发现。

月球的岩石中没有，那就到高空中去寻找。1975年，美国加利福尼亚大学和休斯敦大学组成的联合研究小组向空中放出一个大气球，升到40千米的高空，飘浮了62小时，在乳胶片上记录下了一些可疑的径迹。研究人员认为这是磁单极子留下的印迹，磁单极子的质量比质子大200多倍。可是，他们的发现并没有得到普遍的承认，怀疑的人很多。

空中找不到，就在地球上找。地面上有从空间落下来的铁陨石，还有露出地面的铁矿石，都是有磁性的物体，会像吸铁石一样，吸住从宇宙深处飞来的磁单极子。日本科学家使用高质量的装置去探寻，结果是什么也没找到，希望转化为失望，留下的只是遗憾。

于是，探索磁单极子的研究，从自然界转入了实验室。科学家们动用了高能加速器，希望在用粒子冲击原子核的过程中，把结合得很紧的磁单极子分离出来。多次实验，也还是希望落空。

直到1982年，总算传来了一个好消息。美国35岁的物理学家卡布里腊设计了一个精巧装置，做了一次成功的实验，他宣布找到了磁单极子。卡布里腊做了一个直径5厘米的超导线圈，放在-264℃的环境里。线圈外面围了一个超导的铝箔圆筒，用来屏蔽外界磁场的干扰。如果超导线圈里有磁单极子通过，会产生感应电流。1982年2月14日下午1时53分，卡布里腊发现了电流变化，通过数据分析，跟磁单极子的理论完全符合。根据这个实验，他宣布找到了磁单极子。

然而，这只是一次实验。物理学家认为，实验应该可以多次重复，多次重复以后，才能确信无疑。可是，这个现象只出现了一次，至今还没有第二例的报道。

茫茫宇宙，何处去寻找磁单极子？看来，困难犹如万重山。那么，到底有没有磁单极子呢？科学家们认为，是否存在磁单极子，涉及许多物理理论，甚至是根本理论，很多大物理学家都持有这种看法：不能泄气，还要寻找，搜寻，尽管过去的努力已归于失败。不过，也不是毫无收获。大家慢慢地看到：宇宙间即使存在着磁单极子，数量也是极其稀少，在1亿个核子，1亿亿个核子中，恐怕也只有1个。