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

Автор:
NikoniX
Печать
дата:
2 декабря 2019 00:08
Просмотров:
738
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
 
 
 
 

Смотрите также:

 
 
 
 

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