Mágneses monopol - egy
Mágneses monopol - egy feltételezett elemi részecske, amelynek egy nem nulla mágneses töltés - egy pont forrása egy radiális mágneses mező. A mágneses töltés forrás egy statikus mágneses mező pontosan ugyanolyan módon, mint az elektromos töltés forrása statikus elektromos mező.
Mágneses monopol is képviselteti magát egy külön vett hosszú rúd és a kis állandó mágnes. Azonban az összes ismert mágnesek mindig két pólus, azaz, hogy egy dipólus. Ha a mágnest két részre vágtuk, minden egyes részét továbbra is a két pólus. Az összes ismert elemi részecskék. amelynek elektromágneses mező. Ezek a mágneses dipólus.
Létrehozásával fizika, mint tudomány a tapasztalatok alapján, ez megerősítette azt a nézetet, hogy az elektromos és mágneses tulajdonságai szervek jelentősen eltérő. Ezt a nézetet egyértelműen kifejezte William Gilbert 1600-ban. Charles Coulomb létre a személyazonosságát a törvények a vonzás és taszítás elektromos töltések és mágneses díjak - mágneses pólusok, ismét felvetette a kérdést, hogy a hasonlóság az elektromos és mágneses erők, de a végére a XVIII azt találtuk, hogy a laboratóriumban lehetetlen létrehozni egy szervezetet, amelynek nulla teljes mágneses töltés. A „mágnesesen töltött anyag” hosszú kiutasították fizika munka után Amper ahol 1820-ben bebizonyította, hogy az áramkör az elektromos áram teremt az azonos mágneses mezőt a mágneses dipólus.
1894-ben Pierre Curie felvázolt egy rövid üzenetet, hogy a bevezetése mágneses díjakat a Maxwell egyenletek a természetben keletkezett, és csak teszi őket szimmetrikus.
A szimmetria Maxwell-egyenletek
A formulázott Maxwell egyenletek klasszikus elektrodinamika hozzájuk társuló elektromos és mágneses mezők a mozgás a töltött részecskék. Ezek az egyenletek majdnem szimmetrikus elektromosság és a mágnesesség. Ezeket lehet teljesen szimmetrikus, ha azon kívül, hogy az elektromos töltés és a folyó, hogy vezessenek be egy mágneses töltés és mágneses áram:
Anélkül, mágneses monopólus
Mágneses monopólus
Ebben az egyenletben a módosított a jobb oszlopban adja át a klasszikus egyenletek és helyettesítésével, azaz ha nincs mágneses díjakat az adott régióban a tér. Így lehetséges, hogy olyan rendszert hozzon létre Maxwell-egyenletek a létezését mágneses töltés, a klasszikus képlet egyszerűen azt tükrözi, hogy a mágneses töltések általában nem figyelhető meg.
Ha a mágneses díjak léteznek, a létezését mágneses áramlatok vezet jelentős korrekciókat a Maxwell-egyenletek. amely megfigyelhető a makroszkopikus méretekben.
Az új forma a Maxwell-egyenletek nehézséget a matematikai leírása a vektor potenciál. Jelenlétében a mágneses és elektromos töltések, és az elektromágneses tér leírható a vektor potenciál, folyamatosan az egész térben. Ezért a jelenléte a mágneses díjak a töltött részecske mozgásegyenletek kiadjuk a variációs hatáselv. A klasszikus elektrodinamika, ez nem vezet az alapvető nehézségek (noha ezzel az elmélet egy kicsit kevésbé szép), de lehetetlen megfogalmazni a kvantum dinamika kívül Hamilton vagy Lagrange-formalizmus. [Szerkesztés 1113 nap]
Dirac monopol
Paul Dirac létre kvantumelmélete elektromos töltés kölcsönhatás mágneses töltés, amely alkalmazható a feltétellel, ahol - egész szám. Így a mágneses részecske töltés többszörösének kell lennie az elemi mágneses töltés, azzal jellemezve, - elemi elektromos töltés.
Nevezetesen a fordítottja is igaz: a létezését mágneses töltés, nem ellentétes a szokásos kvantummechanika csak abban az esetben, hogy a töltések a részecskék kvantált. (Így a létezése a természetben legalább egy mágneses monopólus egy bizonyos díjat megmagyarázná a kísérletileg megfigyelt elektromos töltést multiplicitás legnagyobb részecskék, ahol a mágneses töltés is szükségszerűen kvantált).
Feltételek Dirac kvantálás általánosítható a kölcsönhatás a két részecske, amelyek mindegyike mind az elektromos és mágneses töltés (ilyen részecskéket említett dion)
(A rendszerben használt egységek és azonos méretű, rögzített díj mértékét.)
A nem-relativisztikus közelítés, a ható erő dion 1 koordinátákat és sebességet a dion 2, kijelölt a származási, egyenlő
Vegyük észre, hogy ez a képlet játszanak kettős díj invariáns átalakulás.
Model „t Hooft - Polyakov
1974-ben, A. M. Polyakov és Gerard 't Hooft (G.' t Hooft) talált: [1] függetlenül. hogy létezik egy mágneses monopol nemcsak lehetséges, hanem szükséges is Térelméleti egy bizonyos osztály. A modell a nagy egyesülés. figyelembe véve a szimmetria a fázisátalakulási a hullám funkciók töltött részecskék komponenseként egy nagyobb, nem Abel nyomtávú szimmetria, az elektromágneses mező társított töltésű multiplett kalibrációs területek nagy tömegek (tömegek ezek előfordulnak spontán törés a szimmetria). Néhány, a mérőeszköz szimmetria csoportok léteznek stabil konfigurációt területeken lokalizálódik mérete és létrehozott kívül ezen a területen gömbszimmetrikus mágneses mező. A ilyen jellegű konfiguráció függ topológiai tulajdonságait a kalibrációs csoport, pontosabban, az milyen módon van ágyazva egy alcsoportjában szimmetria tartósított után spontán törés. A stabilitása ezeket a mágneses monopólusoknak határozza meg a viselkedését egy adott területen nagy távolságra a központtól. mágneses monopólus tömeg lehet számítani, ez függ az adott területen modell, de minden esetben nagynak kell lennie, a (becsült széles osztályú modellek). Ezek a mágneses monopólusoknak lehetne termelt forró univerzumban röviddel a Big Bang a fázisátalakulási társított spontán szimmetriasértés és a előfordulása nem nulla homogén skalártér vákuumban. A termelt mennyiség mágneses monopólusok határozza meg a folyamat a világegyetem korai szakaszában, így ezek hiányában ma már lehetséges, hogy megítélni a folyamat. Ennek egyik magyarázata az, hogy az ereklye mágneses monopólusoknak talált, mivel az inflációs univerzum elmélete (infláció). Mágneses monopólusokkal t Hooft - Poljakov néhány szokatlan tulajdonságokkal, hogy könnyű lenne felismerni. Különösen, a kölcsönhatás a mágneses monopólus serkentik nukleonnak bomlás. megjósolta egyes modellek a Grand egyesítés [2]. azaz, hogy katalizátorként működik az e pusztulás.
Az alapvető fizikai tulajdonságok
A mágneses monopólus díj
A méret a mágneses monopólus díj egybeesik az elektromos töltés a CGS-rendszer:
ahol - a fénysebesség vákuumban, - Planck-állandó, és - az elemi töltés.
Az SI dimenziója mágneses és elektromos töltések eltérő:
Folyamatos kommunikáció monopol
Ismeretes, hogy elektromos töltések kellően kis csatolási állandó (azaz. N. finomszerkezeti állandó). A GHS-rendszer, azt a következő:
Az SI rendszer, van egy bonyolultabb kifejezést:
Hasonlóképpen, akkor meg és mágneses csatolási állandó a GHS:
SI van a kifejezést:
ahol - a mágneses állandó vákuumban. Meg kell jegyezni, hogy a mágneses állandó sokkal nagyobb, mint egy, és így a használata perturbatív módszerek kvantumelektrodinamika nem biztosít lehetőséget a mágneses díjakat.
A tömege a monopólus
Dirac elmélet „tömeges mágneses monopol”. Ezért jelenleg nincs konszenzus vizsgálatáról szóló a monopólus tömege (a kísérletben csak utal, hogy a alsó határát). Ott is meg lehet jegyezni, hogy az érték az elektron tömegének tisztán kísérleti tény, és nem jósolható meg a standard modell.
Az alsó becsült tömege a monopólus
Alsó korlát a tömeg a monopol lehet becsülni a klasszikus elektron sugara (az SI-rendszerben):
ahol - a Compton-hullámhossza az elektron - az elektron tömege
Ugyanígy lehetséges, hogy adjon meg egy értéket a klasszikus sugara mágneses csőtorony (az SI-rendszerben):
ahol - tömege a monopólus. Így egyenlővé klasszikus sugár, akkor kap egy alacsonyabb becsült tömege monopol:
Megpróbálja megtalálni a monopol
Többszöri próbálkozás érzékeli a mágneses monopólus pilóta nem sikerült. Különösen intenzív keresések mágneses tér monopólus eredetű végre elejétől a 80-as években a XX században. A kísérleteket lehet osztva csoportokra.
Magnetic „kvázi-monopol”
Egyes rendszerekben a kondenzált anyagok létezhetnek struktúrák emlékeztető mágneses monopólus - mágneses fluxus cső (fluxus csövek). mágneses csővégek képezik a mágneses dipólus, de mivel a mozgás egymástól függetlenül, sok esetben ezek kb tekinthető független quasiparticles monopólusokkal.
Ezek a jelenségek azonban nem állnak kapcsolatban [9], és jelentése szerint fizika World [10]. Mágneses monopólusokra kimutathatók „spin jég”, eredete eltér az alapvető monopol által megjósolt Dirac elméletét.
Detektált „monopol” vannak quasiparticles (mágneses erővonalak tartozó egyik ilyen quasiparticles zárva maradnak, áthalad egy vékony „vonal” köti össze két ilyen quasiparticles, amelyek mindegyike ebben az értelemben egy elszigetelt mágneses töltés) helyett az elemi részecskéket. Ezért ez a nyílás nem történik forradalom elemi részecske fizika. Ennek ellenére a „kvázi-monopólium” vannak önmagukban érdekesek, és az intenzív kutatás tárgya. Elméletileg ilyen oktatást létezhet nemcsak a spin jég, hanem a Bose - Einstein kondenzátum.