自旋冰中的磁单极子

带电粒子（如电子）无处不在。相比之下，尽管进行了密集而长期的搜索，但从未观测到具有净磁荷的基本粒子。我们采取另一种策略，即不将它们作为基本粒子，而是作为涌现粒子来实现，也就是作为强相互作用多体系统中存在的相关性的表现。涌现准粒子最著名的例子是量子霍尔物理中具有分数电荷 $e/3$ 的粒子。在此，我们展示了磁单极子确实出现在一类被称为自旋冰的奇异磁体中：底层电子自由度的偶极矩分数化为单极子。这使我们能够解释在磁场中的自旋冰里实验观测到的一个神秘相变，即磁单极子的液 - 气相变。这些单极子也可以通过其他手段探测到，例如在模仿著名的斯坦福磁单极子搜索的实验中。