学过普通物理的人都知道，电场线是有始有终的，始自正电荷，止于负电荷。所以静电场是有源场。与之相反，静磁场是无源场，所以磁场线没头没尾，也就是说，没有正磁荷或负磁荷这样的东西。正磁荷或负磁荷这样的东西也叫“磁单极子”。
可以更严格一点定义“磁单极子”。“磁单极子”是一个老的不能再老的故事。把一根磁铁从南极和北极中间断开，断口处马上出现了新的南极和北极，无论你分割多少次，南极和北极永远在一起！光有南极或北极的磁铁是不存在的。这种光有南极或北极的磁铁就是单磁极，或者叫“磁单极子”。
磁单极子概念的提出来源于人们电和磁高度对称的传统观念。既然带有基本电荷的电子在宇宙中存在，那么理应带有基本“磁荷”的粒子存在。1931年，英国著名的物理学家保罗•狄拉克（Paul Dirac）利用数学公式预言了磁单极粒子的存在。狄拉克的预言启发了许多物理学家开始了他们寻找磁单极粒子的工作。
为了寻找磁单极粒子，人们绞尽脑汁，采取了种种方法，包括使用粒子加速器人工制造磁单极子。1975年，美国的科学家利用高空气球来探测地球大气层外的宇宙辐射时偶尔发现了一条轨迹，当时科学家们分析认为这条轨迹便是磁单极粒子所留下的轨迹。1982年2月14日，在美国斯坦福大学物理系做研究的布拉斯•卡布雷拉宣称他利用超导线圈发现了磁单极粒子，然而事后他在重复他先前的实验时却未能得到先前探测到的磁单极粒子，最终未能证实磁单极粒子的存在。
迄今为止，人类寻找磁单极子的足迹遍及地球的每一个角落，月球、火星能涉足的地方，人类能染指的宇宙深空，但都未能如愿。
历史上，许多人为了某种想法花费了大量精力和钱财，到头来一无所获。因为这种想法本身就是荒谬的，是不可能实现的伪命题。最著名的例子就是永动机。统计物理早已经证明：第一类永动机违反热力学第一定律（能量守恒），第二类永动机违反热力学第二定律，所以都是不可能实现的。磁单极子是否也是一个伪命题呢？
我们知道，质量、电荷和自旋是电子的三个内在的属性。物质是原子、分子构成的。由于电子处于原子外层，所以电子性质直接影响物质性质。所以，电荷和电子没有必然的关系，只是电子带有电荷而已。所以，独立出现的电荷本身并不重要。同理，正像没有独立出现的电荷一样，也不会有独立出现的磁荷。人们猜测的磁单极也没有任何存在的依据(并不是否认其存在，而是不能肯定它必然存在)。唯一能和电和磁挂上关系的是光子，光子可以视作纯粹的电磁场量子化的能量单位。能够带有磁性的物质，价电子壳层没有填充满，存在未配对的电子。这些未配对的价电子的旋转造成了物质的具有可磁化的特性。当它们沿着一个方向排列是，磁场就显示出来了
另一方面，磁场是电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。由于磁体的磁性来源于电流，电流是电荷的运动，因而概括地说，磁场是由运动电荷或变化电场产生的。磁场的基本特征是能对其中的运动电荷施加作用力，磁场对电流、对磁体的作用力或力距皆源于此。而现代理论则说明，磁力是电场力的相对论效应。
从各种已知的有关磁场的源来看，磁场只是带电荷粒子运动的结果，是电荷运动场的体现，因此不可能存在磁单极子。实际上，我们学过的经典电磁学中并没有磁单极子的位置，但经典电磁学并没有什么问题。电子学也并未出现什么问题。实际上，磁单极子的概念不是电子学提出的，而是粒子物理学预言的。磁单极子存在与否对电子学没有什么具体影响。狄拉克本人在晚年的时候就也怀疑自己的推断,他说：“我现在本身也是属于不相信磁单极子存在者之列了”。
1994年，美国物理学家内森•塞伯格（Nathan Seiberg）和爱德华•威滕（Edward Witten）提出新的理论，认为磁单极粒子不是以基本粒子的形式存在，而是以自旋冰(spin ice)等奇异的凝聚态物质系统中的出射粒子的形式存在。这个理论实际上是说，没有磁单极子，但可以制造磁单极子。他们的思路开辟了人类寻找磁单极子的新道路。
量子力学指出，由于拥有自旋，单个原子会像细小的拥有南北极的条形磁铁一样活动。将物质包含的原子的磁极对准，物质本身就会变成磁铁。在极低温度下，一类名为自旋冰的特殊材料会以一种“阻挫”的磁状态而存在。在磁场中，这种特殊材料的原子非常好对齐，但是，它们会被集合成一个紧致的晶体结构，而这种晶体结构会阻止它们对齐，除非人们将温度略微升高一点。升高温度会使单个原子能轻轻抖动其磁极，让其右对齐，从而引发一个多米诺骨牌效应，导致所有原子的磁极右对齐。伦敦大学学院的斯蒂芬•布拉威尔表示：“从实践角度而言，就这相当于一个自由增殖的磁荷。”
利用自旋冰，2009年，德国亥姆霍兹联合会研究中心的研究人员在德国德累斯顿大学、圣安德鲁斯大学、拉普拉塔大学及英国牛津大学同事的协作下，首次观测到了磁单极子的存在，以及这些磁单极子在一种实际材料中出现的过程。
在此项工作中，研究人员首次证实了单极子以物质的非常态存在，即它们的出现是由偶极子的特殊排列促成的，这和材料的组分完全不同。
现在的应用科学技术在飞猛发展，但一些基础的科学理论却几乎停滞不前，原因在于我们过于注重科学与经济利益的联系。
参考文献：
[1]D. J. P. Morris,D. A. Tennant, S. A.Grigera, B. Klemke, C. Castelnovo, R. Moessner, C. Czternasty, M. Meissner, K.C. Rule, J.-U. Hoffmann, K. Kiefer, S. Gerischer, D. Slobinsky, R. S. Perry,Dirac Strings and Magnetic Monopoles in the Spin Ice Dy2Ti2O7,Science,2009,326(5951):411-414
[2] T. Fenne, P. P. Deen, A. R. Wildes, K.Schmalz, D. Prabhakaran, A. T. Boothroyd, R. J. Aldus, D. F. McMorrow, S. T.Bramwe, Magnetic Coulomb Phase in the Spin IceHo2Ti2O7,Science,2009,326(5951):415-417.
