无极性磁排斥与磁束缚态

本文报道一种不依赖于极性的动态自主磁相互作用，其导致涉及一个或多个惯性体的短程排斥，以及基于该相互作用的一类新型束缚态。迄今文献中这两种效应均为首次发现。实验结果被概括并定性报道。这些效应的工作原理在经典力学框架内给出，且与观测和模拟一致。这些效应基于具有磁矩的刚性有限惯性体（具有质量和转动惯量的物体）与循环非均匀磁场的相互作用，该磁场无需具有局域极小值。此类具有若干自由度、通过该相互作用参与受驱简谐运动的物体，可感受到指向弱场方向的净力，而与其位置和取向无关，或可与场本身自主找到稳定平衡。前者称为无极性磁排斥，后者称为磁束缚态。实验表明，两个具有磁偶极矩的自由体之间可获得束缚态。实现了多种利用旋转场捕获具有磁矩物体的方案，以及重力存在下静态偶极场捕获旋转物体的方案。此外，还研究了自由偶极体之间称为双极束缚态的束缚态特例。