Духът от крушка магнит на единия полюс, популярното списание Механика

Всеки един от нас от детството си, знае, че двата полюса на магнита. Каквото и да се пие, всеки от парчетата отново ще бъде магнит с два полюса, и да получат отделно север и на юг полюс на невъзможното. Има една шега за един физик, който е патентован метод за производство на магнит с един полюс - еднополюсен - и става приказно богат, защото той имаше монопол.

Брилянтен британски физик Пол Dirak, който да представи през 1931 г., когато е бил на 28 години, идеята за съществуването на частици с магнитна такса - монопол върху него не е цяло състояние. Петдесет години по-късно, по време на конференция на годишнината от неговата хипотеза, той призна: "Аз съм склонен да мисля, че все още съществува монопол. експериментален потвърждението не се получи. " Въпреки това, цяла ера на надежда и разочарование не може да подкопае интерес в красивия идеята, че може да изясни много в процеса на създаване на вселената. Учени # 8209, все още се търсят и все още не могат да намерят шампион сред масата на жителите на един микрокосмос. Напомня на "лук" с много власт, "люспа" размер монопол може да се сравни амеба, и на енергията, съдържаща се в него - с водородна бомба.

Едната ръка ръкопляскане

Pol Dirak, както и много велики учени, вярват в красотата на вселената, в симетрията на природата и че никога вселената с нищо не показва предпочитания.

Джеймс Maksvell най-накрая одобри единство на електричеството и магнетизма в неговата теория. Установено е, че електричната сила действал в това единство е доста приличен. Той имаше частица носи заряд, размер и тегло, което може да бъде измерено. Вместо това, магнитен източник поле - магнитни заряди - не може да бъде намерен.

Неуспех и до сега. И на този дисбаланс неравностойно поведение на еднакво по същество принуждава е неприятно за физици. Нещо като това, като че ли ние да чуя аплодисменти, но видях само една ръка ръкопляскане.

В уравненията на Максуел за областите, веднага поразен от тяхната симетрия. И двете полета - и на магнитно и електрическо - еквивалент. Нещо повече - те са взаимно свързани: променила електрическо поле - магнитен случва промени магнитно - електрически случи. Въпреки това, в две от четирите Максуел уравнения симетрия е счупен: има електрически заряди и магнитно - не; електрически силови линии започват и завършват на обвинението и магнитните силови линии - затворен кръг.

Pol Dirak беше човек, чиято теория за красота изигра решаваща роля, и вярата, че красотата не е просто доведе до невероятни открития. Хипотезата за съществуването на монопола на Дирак ще звучи почти бунтарски, ако след няколко години преди това въз основа на съображения, които трябва да се ръководят всички симетрията не се предполага, че е налице положително заредени електрони - позитрон. И през 1932 г., позитрона е открит експериментално.

С монопол по-малко късмет. В изчисления Дирак, магнитен заряд еднополюсен трябва да има по-голяма маса и следователно по-голяма способност йонизиращо. Поради това, движещ се през монопола на веществото ще има огромна сила да наруши електрони от техните орбити атоми. След тези "назъбени" атоми ще бъдат много по-дебели от обичайните елементарни частици.

Следи търсените усърдно навсякъде: космически лъчи, в метеорити на земята и почвата на Луната в ускорителя експерименти. И почти всички експерименти, с изключение на един или двама, които се обсъждат по-късно, завършиха с пълен провал. Въпреки това, нито един от негативния резултат, или всички заедно "близо" еднополюсен не могат. Те се отнасят само до полето за търсене.

Ако не може да бъде намерен на една година на площ от сто квадратни метра външния въздух, дори и с много чувствителни инструменти в космическите лъчи песни на частици с много висока йонизиращо власт, ние трябва да приемем факта, че те са по-малко на потока от сто квадратни метра на година , И ако се учат 100 кв. м слюда и обсидиан, лежал в дълбините на земята около сто милиона години, а не са били успешни, откъдето идва и поток монопол не е повече от 100 000 000 година (или това, което е едно и също, не повече от един монопола чрез квадратен километър на планетата за една година) ,

Защо ни е монопол?

Що се отнася до физиката, откриването на монопола ще се завърне на уравненията на Максуел в материята симетрия между електричеството и магнетизма. Въпреки това, нито един от известните закон на физиката, не забранява монопол наистина съществуват в природата.

Освен това, учените имат за цел да се намери монопол, тъй като неговото съществуване би обяснило някои неща ", които се случват" от другата страна на уравненията на Максуел - квантуване на електрически заряд. С други думи, за да отговори на въпроса, защо на електрическия заряд не може да бъде по-малко от таксата за електрон и винаги е кратен на заряда на електрона.

Тази кореспонденция е първата, която се създаде един английски физик Робърт Миликан, спечели 1923 Нобелова награда за провеждането му опит, който потвърди теорията на Айнщайн. Millikan установено, че такса е квантувани, което е, не може да има такива, но само на определени ценности. Има 2e такси (където е - електронен заряд), 137e, 123456e, но никога - 1,5e.

Няма нищо извънредно в това. В квантовата механика, много квантовани стойности. Например, енергията (електрони могат да заемат само част от орбитата около ядрото). И това е защо електрическия заряд е квантувани, не е ясно.

В търсене на отговор на Дирак уравнение се използват същите квантовата механика. С тяхна помощ, тя е описана система, в която електронът се върти около един усамотен магнитен заряд. Решението на уравнението, има само едно условие: ако заряда на електрона изисква определена стойност, която е квантувани. Но ако има характер на магнитен заряд, разбираемо е защо квантуваното Electric - това следва от уравнението. След това е най-значителен аргумент в полза на монопола.

Супер и се чудя-гориво

Друга хипотеза за съществуването на магнитни монополи се появи много по-късно в делата на т победителя холандския теоретик Джерард Хоофт Нобелова награда и на Съветския физик Александра Полякова. Това е отразено в така наречената теория на Великото обединение.

Това е опит да се докаже на единния характер и слабото взаимодействие, което се проявява в упадъка на елементарни частици и силното взаимодействие, илюстриран от ядрен синтез вътре звезди и слънцето, или експлозия на водородна бомба, и - електромагнетизма. Първите две взаимодействия, открити през ХХ век, са добавени към Нютоновата гравитация и Максуел за електромагнетизма, че Айнщайн се опита да обедини в единна теория преди 100 години. Сега сегашната физика искат да направят известен, за да ги естественото взаимодействие до "общ знаменател".

Едно от последствията т Хофт и Поляков теория е задължително предположение за съществуването на система за великото обединение магнитни монополите на. В същото време, според теорията, както и магнита има два полюса, в природата и трябва да бъде два вида монополи - "северна" и "южна". И те трябва да са много по-различен по структура от частици точкови като кварки. Monopole по-скоро като лук, която слоеве представляват зона власт.

изчисления Физика показват, че основната функция на монопола - огромен (по стандартите на микрокосмоса) тегло: около десет милиардни от грама. И, според последните данни за протонно-антипротон сблъсъци в Теватрон Fermilab. Е. Ферми, оценен по-ниска граница на теглото на магнитното еднополюсният може да бъде от 10 до 16 минута степен на милиарди електронволта (MeV). Последното обяснява невъзможността на раждането на монополите ускорители на Великото обединение или да ги покаже в много процеси, протичащи във Вселената, защото те са родени просто не разполагат с достатъчно енергия.

По този начин, монополи Grand Unified изглеждат гигантски съхранение на енергия, в който милиарди милиарди пъти по-големи, освободени по време на делене на урана в ядрен реактор. Но, за да, това е, Северния и Южния полюс на вътрешната енергия на изключен монопол трябва да се случат монопол унищожение и antimonopole.

Ако можехме да произвеждаме или получаване на тези и други монополи и да ги съхранявате в някои електромагнитни "плавателни съдове", които се смесват няколко северни полюси с равно количество на южната, бихме могли да получите невероятна енергия и за двата мирни и военни цели.

Някои предполагат, че геофизици монополи достига Земята се забавя в кората му, и след като стигна до ядрото на планетата, се натрупват там "северните" - на южния полюс, а "южен" - на север. Когато геомагнитните промени поле, монополи могат да мигрират и дори се сблъскват. Въз основа на тези предположения, някои гореща глава дори вярват, че тяхното унищожение и осигурява вътрешната топлина на Земята. Но докато това е чиста научна фантастика.

В същото време, учените продължават да експериментират, се опитва да намери най-малкото косвено доказателство за съществуването на монопол.

"Отпечатъци"

Зима 1982 Blez Кабрера от Станфордския университет, регистрирани на сигнала, много подобен на отпечатъка на монопола. Детектор, в която пръстен на свръхпроводник с неотслабваща сила движи ток (съответно, както винаги е било, и на магнитното поле, генерирано от движението му), показва текущата скок, подобен на сякаш през пръстена проведе магнит. скочи ниво съответства предварително на изчислената стойност на монопола.

Почти шест месеца Кабрера пазеха монопол по електронен път. Тя регистрира сигнал, че може само да доведе до частица или ... невъобразимо oshibshayasya оборудване.

Разбира се, никой не може да изчисли измерване на потока на монополите. Въпреки това, от опит се оказа, че вероятността е половината от монопола върху площ от около 100 квадратни сантиметра С други думи, ако приемем, че в момента има монопол в космическите лъчи са сравнително равномерно, с течение на милиони години чрез тази област тя би трябвало да летят около два милиона монополи. И този резултат е милиони пъти по-голяма от граници, получени с помощта на слюда и обсидиан. Опитът се повтаря в няколко лаборатории, но без резултат ...

Ioshinori Tokura на японската Националния институт по Advanced Industrial Наука и технологии решава да потърси следи от магнитни монополи или иначе. Според изчисленията, поведението на магнитни монополи може да повлияе върху т.нар аномално ефект на Хол.

Същността на ефекта, отворен Edwin зала през 1879 г., се състои в това, че ако прескачане ток по металната плоча поставя в магнитно поле, електрическо поле се появява в него като перпендикулярна посока магнитно поле и посоката на тока. Това се дължи на поведението на електроните под въздействие на изместване на магнитното поле на едно от лицата на плаката.

Тъй като движението на електрони зависи от проводимостта на плочата, т.е. материалът, от който е направен и на температурата и промяната настъпва показатели електромагнитно поле.

През 40-те години на миналия век на българската академик Исак Kikoin учи на Хол в магнитни материали и показа, че в феромагнитни материали, заедно с обичайната ефект на Хол, свързан с магнитното поле, там е аномална ефект, който се определя от намагнитването на пробата. Много аномално ефекта на Хол има бисмут, арсен и антимон.

Тази техника се използва и Ioshinori Tokura. Той се поставя изработен от стронций рутений и високо кислород кристал в магнитно поле, токът преминава през кристала и да се промени по време на експеримента температурата на средата. Установено е, че с повишаване на температурата на съпротивление на кристала не е линейно варират, както се очаква, и неправилна. Обектите са вярвали, че тази и други аномални ефекти, наблюдавани в експерименти представляват "отпечатък" истински магнитни монополи. Те сега се планира да проучи материалите, които ще покажат още по-големи аномални ефекти.

Каква е следващата стъпка?

Идеята за магнитен заряд със сигурност е красива, но не е потвърдено все още недвусмислени експерименти. Може би, учените не разполагат с достатъчно сили и средства за тяхното осъществяване. Самият Дирак пише в статията, която за първи път се формулира идеята за монопола, че изолирани магнитни полюси, не може да се разглежда като "привлекателна сила между два отделни полюси на обратен знак около четири хиляди седемстотин пъти по-голяма от тази между електрона и протона," и го защото "противоположните полюси знаковите никога не е била по-разделени."

Въпреки това, никога не трябва да забравяме, че тя е в тези области на знанието, където не всички се събират двата края, и обикновено произвежда нови открития. Във всеки случай, монопола е красив паметник на Пол Дирак, вярата му в областта на математиката и прогностична способност ...