電磁極化子

電磁極化子是一種準粒子。它是由電磁波之間的強烈耦合以及帶有電偶極子或磁偶極子的激發作用中誕生。這現象體現了物理學上“反交叉”的原理。電磁極化子的形成也可看為一顆受激的光子，它能解釋在共振中色散的光的交叉。

基本介紹

• 中文名：電磁極化子
• 外文名：Polariton

簡介

電磁極化子是一種準粒子。它是由電磁波之間的強烈耦合以及帶有電偶極子或磁偶極子的激發作用中誕生。這現象體現了物理學上“反交叉”的原理。電磁極化子的形成也可看為一顆受激的光子，它能解釋在共振中色散的光的交叉。

種類

以下是最常見的電磁極化子：

1. 聲子-電磁極化子─由紅外線光子及光學聲子（英語：Optical phonon）的耦合形成。
   
2. 激子-電磁極化子─由可見光光子及激子的耦合形成。
   
3. 表面電漿-電磁極化子─由表面電漿及光子的耦合形成。
   

特性

• 電磁極化子的頻率很受光在晶體中的相速度影響。
  
• 電磁極化子是玻色準粒子。
  

準粒子

在物理學中，準粒子或稱集體激發是一種發生在微觀複雜系統的突現現象。例如固態系統中會好像存在著另一種虛擬的粒子。 以電子在半導體中的運動為例，電子在運動過程中受到來自原子核以及其它電子的作用，然而其行為可以視作帶有不同質量的自由電子。 這個帶有不同質量的“電子”稱為“準電子”（electron quasiparticle）。另外一個實例是在半導體的價帶集體行進的電子，其行為可以視作半導體中存在著帶正電的空穴往反方向運行。 其它的準粒子包括聲子（來自固態系統中原子的振動）、電漿（來自電漿的振盪）等許多種類。

作為少數簡化多體問題的手段之一，準粒子的概念在凝態物理尤其重要。

偶極子

在電磁學里，有兩種偶極子（dipole）：電偶極子是兩個分隔一段距離，電量相等，正負相反的電荷。磁偶極子是一圈封閉循環的電流，例如一個有常定電流運行的線圈，稱為載流迴路。偶極子的性質可以用它的偶極矩描述。

電偶極矩由負電荷指向正電荷，大小等於正電荷量乘以正負電荷之間的距離。磁偶極矩的方向，根據右手法則，是大拇指從載流迴路的平面指出的方向，而其它手指則指向電流運行方向，磁偶極矩的大小等於電流乘以線圈面積。

除了載流迴路以外，電子和許多基本粒子都擁有磁偶極矩。它們都會產生磁場，與一個非常小的載流迴路產生的磁場完全相同。但是，現時大多數的科學觀點認為這個磁偶極矩是電子的自然性質，而非由載流迴路生成。

永久磁鐵的磁偶極矩來自於電子內稟的磁偶極矩。長條形的永久磁鐵稱為條形磁鐵，其兩端稱為指北極和指南極，其磁偶極矩的方向是由指南極朝向指北極。這常規與地球的磁偶極矩恰巧相反：地球的磁偶極矩的方向是從地球的地磁北極指向地磁南極。地磁北極位於北極附近，實際上是指南極，會吸引磁鐵的指北極；而地磁南極位於南極附近，實際上是指北極，會吸引磁鐵的指南極。羅盤磁針的指北極會指向地磁北極；條形磁鐵可以當作羅盤使用，條形磁鐵的指北極會指向地磁北極。

根據當前的觀察結果，磁偶極子產生的機制只有兩種，載流迴路和量子力學自旋。科學家從未在實驗裡找到任何磁單極子存在的證據。