磁Anapoles

Stephen -当你问自己，产生磁性的物质的性质是什么时，事实是你打破了时间之箭的对称性。还有另一种对称，就是关于空间方向的对称。举个例子，当你对着镜子看你的手时，你的手从左手变成了右手，这是对你改变了空间方向的直接观察。当你把时间方向的断裂和空间方向的断裂结合起来，你就会产生一种非常特殊的磁性，叫做反极，它们也被称为轨道电流。模拟极点被认为是理解一组复杂的材料的最重要的，这些材料也能够无电阻地导电，被称为超导体。

Meera:我们往回走一点，磁铁有不同的类型。所以有偶极子，人们知道有南北分界线，然后有这些反极子。

斯蒂芬:完全正确。例如，偶极矩，你的指南针，有一种性质，它会打破时间的方向，在物质中的时间之箭，它的另一个特点是，如果你改变空间的方向，它仍然保持不变。伪极点的特点是它们有这样一种特性如果你改变空间的方向它们也会改变它们的行为。这些类似物只能用光来观察，所以如果你拿一种材料，用光或x射线照射它，你就有了一种对这些类似物成像的方法。

现在你一直在寻找高温超导体中这些类似物的存在。这些材料一旦达到一定的温度，它们就会失去电阻，并且能够让电流永久流过它们。

Stephen -是的，当你降低超导材料的温度时，有些材料是非常简单的，基本的，然后它们就会失去电阻对电流通过的阻力不幸的是，这种理想的特性产生的温度非常低，所以在实际应用中，比如说通过电线传输电力，所以这不是一个有效传输的实际解决方案因为你必须让电缆处于极低的温度下。人们对这类被称为高压超导体的材料的兴趣在于它们具有这种理想特性的温度要高得多，几乎是在室温下。

Meera -这些材料大约在25年前被发现，但它们的工作原理仍然很不清楚。这是你们一直在研究的所以大家认为这些类似物可能在它们如何拥有这种特性方面发挥了作用?

Stephen:嗯，25年来我们所学到的并不是关于这些高温超导体材料的唯一理论。每一类化合物似乎都有自己的理论，但我们仍然在寻找统一的主题，其中一个被提出的统一主题是轨道电流的存在，到目前为止，我一直把它称为反极电流。Valerio Scagnoli和Schtaub在瑞士光源所做的实验很好地证明了轨道电流存在于一个非常简单的高温超导材料原型中。它只含有两种元素——铜和氧。轨道电流存在的实验证明，现在给了我们更大的信心去研究轨道电流是混合理论中重要成分的理论。

米拉:所以我们研究的材料是氧化铜，它是大多数高温超导体的母体成分。高温超导体的一个例子是氧化锆钡铜，氧化铜在里面，在很多其他材料里也有所以这是一个很好的研究材料。

Stephen:是的，有两个原因;第一，它是一个家长，第二，它很简单。

Meera -所以这已经提供了对这些高温超导体工作原理的理解，或者至少是它们的一个方面?

斯蒂芬-这是第一次这种类型的实验，证据非常确凿。

Meera -这一发现对其他材料以及高温超导体都有影响。

Stephen -是的，我一直在说的积木，类似物，它们出现的另一个有趣的领域是所谓的多铁性材料。这两种材料都是磁性的，所以它们对外部磁场有反应，但它们在电上也是极化的。所以它们既有明确的磁极化也有明确的电极化。而且这些材料似乎也有类似的特征。

米拉:那么发现了这个轨道之后，下一步是什么呢?

Stephen -我们还在进一步探索氧化铜，如果你喜欢的话，这项技术将被用于“真正的”高温超导体，它包含4或5个化学元素，要复杂得多，因为我们有一个可靠的基础，很好地理解如何做实验，以及如何理解实验结果。

Meera - Stephen Lovesey, Diamond Light Source的理论物理学教授。