量子自旋冰中磁单极子禁闭的证据

磁单极子是被假设存在的、由狄拉克弦连接且行为类似于无限细螺线管的初等粒子。尽管经过数十年的搜寻，自由磁单极子及其狄拉克弦仍未被实验探测到，尽管有大量证据表明自旋冰材料中存在未禁闭的磁单极子准粒子。本文报道了通过对量子自旋冰候选材料 Pr$_{2}$Sn$_{2}$O$_{7}$ 进行高分辨率非弹性中子谱测量，探测到一组不等间距的磁激发。这些激发可用一个简单的磁单极子对模型很好地描述，该模型由线性势束缚，在 1.65 K 下有效张力为 0.642(8) K~$\cdot$\AA$^{-1}$。线性势模型的成功表明，这些低能磁激发是量子自旋冰候选材料 Pr$_{2}$Sn$_{2}$O$_{7}$ 中磁单极子准粒子禁闭的直接谱学证据。