«Парадокс магнитного монополя»: Что будет, если учёные смогут его разрешить?

Автор:
NikoniX
Печать
дата:
2 декабря 2019 00:08
Просмотров:
437
Комментариев:
0
19 век ознаменовался в физике крупными исследованиями в области электромагнетизма. Ученые ставили смелые эксперименты, получали несколько парадоксальные результаты, в ходе анализа которых окружающий мир раскрывал свои новые тайны.

«Парадокс магнитного монополя»: Что будет, если учёные смогут его разрешить?

Источник изображения: sitn.hms.harvard.edu




Парадоксы магнитов

Из школьного курса известно, что носителем свободного отрицательного электрического заряда является электрон. А положительного — протон. А вот в случае с магнитным зарядом все совершенно иначе.

Представим обычный магнит — он имеет 2 полюса, северный и южный:

«Парадокс магнитного монополя»: Что будет, если учёные смогут его разрешить?

Источник изображения: wikimedia.org


Но вот если магнит разрезать пополам, то не получится двух частей с одним полюсом, каждая из половинок сразу же обретет второй полюс. Причем ориентация исходного магнита сохранится:

«Парадокс магнитного монополя»: Что будет, если учёные смогут его разрешить?

Источник изображения: wikimedia.org


Процедуру разрезания можно проводить сколько угодно долго, но магнита с одним полюсом получить не удастся. Итак, магнит всегда представляет собой диполь. Однако вопрос, существует ли магнитный монополь (магнит с одним полюсом) продолжает занимать умы ученых современности.

«Парадокс магнитного монополя»: Что будет, если учёные смогут его разрешить?

Источник изображения: i-cpan.es


Правда многие физики полагают, что магнетизм и в самом деле есть вторичный продукт электричества и никаких свободных магнитных зарядов в природе не существует. Для нахождения подобных монополей брали грунт с гор и глубоких шахт, а также дна океана. Исследовали лунный грунт и метеоритное вещество, но ни одного монополя так и не нашли. Так что если они существуют, то крайне неуловимы.

Работы Дирака

И все же. В 1931 году за изучение магнитных монополей взялся англичанин Поль Дирак. Он был вооружен знаниями квантовой физики, а также обладал весьма нестандартным мышлением. Дирак связал фазы квантовых волн с возможным существованием магнитных монополей. Сразу стала просматриваться занятная связь между свободными магнитными и электрическими зарядами.

«Парадокс магнитного монополя»: Что будет, если учёные смогут его разрешить?

Частицы сверхтекучего гелия проявляют проявляют свойства магнитного монополя. Источник изображения: phys.org


Если предположить, что монополи существуют, то окажется, что их заряд должен быть кратен некой фиксированной величине, а ее в свою очередь определяет величина заряда электрона.

Дальнейшие рассуждения привели к объяснению равенства зарядов всех электронов. Ученый пошел дальше, он вычислил, что если магнитный монополь существует, то его заряд равен 137 зарядам электрона. Оставалось дело за малым — найти сам монополь, но ведь никакие поиски к успеху не приводят. Чтобы обойти эту проблему, Дирак приписал монополю огромную, по сравнению с электроном, массу.

Картина получилась не только непротиворечивой, но вполне логичной. За эту поистине фундаментальную работу магнитный монополь часто стали именовать монополь Дирака.

Новый прорыв

Очередной прорыв в изучении возможно существующего монополя наступил в 1974 году когда советский физик Александр поляков и голландец Герард Хофт, независимо один от другого пришли к схожим выводам. Они обнаружили, что для теории Великого Объединения (теория в которой объединяются воедино все существующие фундаментальные взаимодействия) необходимо чтобы существовал магнитный монополь, да еще и весьма немалой массы. Было необходимо его существование и в рамках некоторых других теорий.

Расчеты показали, что масса монополя должна быть где-то 10^16 масс протона. Создать такую частицу на современных коллайдерах просто невозможно. Зато удалось установить примерную структуру гипотетического объекта.

«Парадокс магнитного монополя»: Что будет, если учёные смогут его разрешить?

Структура магнитного монополя. Источник изображения: flickr.com


Больше всего он напоминает луковицу, у которой каждый слой обладает определенными свойствами.

Несколько раз физики объявляли о нахождении сигнала или трека соответствующего монополю Дирака — это всегда вызывало своего рода сенсацию. Но ни разу проведение повторных экспериментов при аналогичных условиях не давало такого результата. Тут, скорее всего, имелись ошибки связанные со случайным сбоем аппаратуры или с человеческим фактором.

0 не понравился
3 понравился пост
 
Незарегистрированные посетители не могут оценивать посты
 
 
 
 


 
 
 
 

Информация

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оставлять свои CRAZY комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
Пожалуйста пройдите простую процедуру регистрации или авторизируйтесь под своим логином. Также вы можете войти на сайт, используя существующий профиль в социальных сетях (Вконтакте, Одноклассники, Facebook, Twitter и другие)

 
 
 
 
 
Наверх