地球上磁場最弱的房間

在房間中的實驗可以解答以下五個問題

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“最弱”很少是一個值得慶祝的最高階,但是今年夏天,科學家們在一個(下圖)擁有太陽系中最弱磁場的房間裡開始了實驗——他們對此感到興奮。這個房間由慕尼黑工業大學的物理學家建造,實現了環境磁場強度百萬倍的降低,比以往任何人工建築提高了10倍,甚至比行星之間廣闊的空曠空間中的磁場活動還要少。該設施的遮蔽層由多層高磁化金屬組成,這些金屬可以捕獲磁場,使其無法穿透到結構內部。在內部,可以進行超精密實驗,僅受到來自地球、電子裝置、生物體等干擾結果影響的極小干擾。因此,這種房間特殊的靜謐性為探索物理學、生物學和醫學中的重要問題提供了獨特的機會。

1 為什麼宇宙中物質比反物質多? 慕尼黑的物理學家將觀察中子的磁性在存在高電場和精確控制的磁場的情況下是否表現均勻。粒子平衡方式的強烈差異,例如電荷的輕微差異,可能暗示物質不對稱是如何發生的。

2 磁單極子存在嗎? 如果存在帶單極的粒子,它們將能夠穿過房間的遮蔽層。在沒有干擾的情況下,感測器會記錄到增加的磁場活動。


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3 暗物質是由什麼構成的? 研究人員計劃在房間內監測理論上的“軸子樣”暗物質粒子,這些粒子可能會影響某些原子的自旋。

4 動物如何利用磁場導航? 透過在磁場活動非常少的環境中飼養生物,研究人員或許能夠辨別出對這種磁場的使用是後天習得的還是先天固有的特性。

5 磁性可以揭示哪些關於人類健康的資訊? 任何磁噪聲非常小的空間都為更詳細的診斷打開了可能性:例如,區分母親心臟和未出生孩子的磁場,以確定異常。

Sarah Lewin Frasier 是 大眾科學的高階新聞編輯。她計劃、分配和編輯月刊雜誌的“進展”部分,以及編輯線上新聞。在2019年加入 大眾科學 之前,她曾在 Space.com 擔任副編輯,記錄了人類探索星空的旅程。(甚至更早之前,她曾在 大眾科學擔任印刷實習生。)Frasier 擁有布朗大學的數學學士學位和紐約大學科學、健康與環境報道專案的碩士學位。她喜歡音樂劇和數學紙工藝。

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大眾科學 Magazine Vol 313 Issue 2本文最初以“地球上磁場最弱的房間”為標題發表在《大眾科學》雜誌 第313卷第2期(),第21頁
doi:10.1038/scientificamerican0815-21
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