Science: 金刚石，磁单极子

磁单极子Magnetic monopoles ，从电磁学到拓扑材料的物理学领域，皆起着核心作用。弦理论String theory，将电动力学的传统矢量规范场提升为张量规范场，并预言了更奇特的张量单极子的存在。

今日，麻省理工学院Paola Cappellaro团队Mo Chen(陈墨)，Changhao Li在Science上发文，报道了在金刚石单个固态缺陷的自旋自由度定义的四维参数空间中，合成张量单极子tensor monopole。使用两种互补的方法，通过测量张量磁单极的量子化拓扑荷和其发散的Kalb-Ramond场，从而有力地刻画了张量磁单极。通过引入一个破坏手征对称性的虚拟外场，进一步观察到了光谱跃迁，其特征是由镜像对称性保护的光谱环。该项工作展示了受弦理论启发的奇异拓扑结构的可能性。

A synthetic monopole source of Kalb-Ramond field in diamond

金刚石中Kalb-Ramond场的合成单极子源

图1. 参数调制

图2. 揭示了张量单极

图3. 外场触发的光谱跃迁。

磁单极子Magnetic monopoles，是三维空间中的假想磁场源，尚未作为基本粒子被观测到。然而，可以在超冷系统中，更进一步设计合成单极子。该项研究，使用金刚石 氮空位中心的量子能级，观察合成张量磁单极效应：磁单极到四维的拓展。同时，调制了一个外加微波脉冲，以测量张量单极子发出的“磁场”及其拓扑荷数 topological charge。

文献链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abe6437

DOI: 10.1126/science.abe6437

本文译自Science。