리서치 하이라이트

스핀 아이스에서의 단극성 자석

Nature 451, 7174

우리는 양전하 또는 음전하를 띠고 있는 소립자(elementary particle)에 대해서는 잘 알고 있지만, 자기 전하(magnetic charge)를 띠고 있는 소립자가 존재하는 증거는 없었다. 자석은 항상 북극과 남극을 향하고 있으며, 이들 둘을 분리하는 것은 불가능하기 때문에 단일 극성을 가지고 있는 자석을 찾는 것은 불가능 했었다. 흥미로운 가설을 통한 연구를 바탕으로 단일 극성을 가진 자석이 존재하며, 이러한 자석은 소립자가 아니라 지구 밖의 우주에 존재하는 ‘스핀 아이스’와 같은 응축물 자기 시스템 형태로 존재하고 있다. 분할 전하(fractional electric charge) 또는 양자 홀 시스템(quantum Hall system)에서 보이는 준입자(quasiparticle)를 기초로 하는 가설에서는 지금까지 이해할 수 없었던 스핀 아이스에서 관찰된 수수께끼의 상전이에 대해서도 설명하는 것이 가능하다. 표지 사진 : 스핀 아이스가 단일 극성으로 분할되기 전에 양극성 상태를 보여주고 있음. Alessandro Canossa 제공