Letter 物理：スピンアイスにおける磁気単極子の磁荷と流れの測定 2009年10月15日 Nature 461, 7266 doi: 10.1038/nature08500 電荷をもつ準粒子（電子やイオンからなる）の輸送は、最新の技術や、生物の必須機能の測定に極めて重要な役割を果たしている。対照的に、磁荷の輸送は実験ではほとんど調べられていない。これは主に、磁荷が電荷とは異なり、きちんと定義された準粒子ではなく、便利な巨視的パラメーター程度にしか考えられていないからである。しかし最近、磁荷は、特定の物質では点磁荷、すなわち磁気単極子として現れる創発的な励起の形で存在できると考えられるようになった。本論文では、このような磁荷とそれの流れである「磁流」が実験により、物質特異的などんな理論にもよることなく、直接測定できるかどうかを調べた。この問題を電解質に関するオンサガーの理論に対応させて考えることで、これが実際に可能であることを示し、磁荷とそれらの力学を測定する適切な方法を考案した。 ミューオンスピン回転が局所プローブとして適しているので、これを実際の物質である「スピンアイス」Dy2Ti2O7に適用した。得られた実験測定結果から、この物質には磁荷が存在し、クーロンポテンシャルを通して相互作用し、測定可能な磁流をもつことが証明された。さらにオームの法則からのずれを評価して、磁荷の基本単位を5 µB Å−1と決定した。これは、スピンアイスの微視的理論を使って最近予測された結果に等しい。我々の磁荷と磁流の測定は、電気と磁気が完全に対称になる一例を確立したことになる。 Full Text PDF 目次へ戻る
