Магнітний монополь

Відео: How to make a MONOPOLE MAGNET

магнітний монополь - гіпотетична частинка, аналог елементарного електричного заряду для магнітного поля.
Магніти мають два полюси. Цим властивістю магнітна взаємодія корені відрізняється від електричної. Електричне поле створюється позитивними і негативними зарядами - частинками з одним єдиним полюсом. Аналогом постійного магніту для електричного поля диполь, який завжди можна розбити на два заряду різного знаку. Тобто електричне та магнітне поле, які є рівнозначними складовими електромагнітної хвилі, корінним розрізняються за своїми джерелами.
Відсутність такої симетрії викликала гіпотезу про можливе існування частинки з магнітним зарядом.
До сих пір експериментального свідоцтва про існування магнітного монополя отримати не вдалося за винятком одного випадку, коли експериментальна установка спрацювала 14 лютого 1982. Цей випадок отримав назву монополь святого Валентина.
На ранніх етапах розвитку фізики, заснована на експериментальних дослідженнях, поширилася думка про принципову відмінність електричних і магнітних властивостей фізичних тіл. Ця думка чітко була сформульована (W. Gilbert, 1600). Установка Шарлем Кулоном тотожності законів тяжіння і відштовхування для електричних і магнітних зарядів (полюсів магнітів) - знову підняло питання про подібність електричних і магнітних сил, проте в кінці 18 століття було показано, що в лабораторних умовах неможливо розділити дипольне магнітне тіло на окремі магнітні заряди. Тому поняття про магнітно зарядженої субстанцію було надовго вигнано з фізики після праць Ампера в 1820, де було доведено, що контур з електричним струмом створює таке ж магнітне поле, як і магнітний диполь.
відновлення концепції магнітних зарядів припадає на початок 30-х років 20-го століття, тобто в період перегляду основ фізики в зв`язку зі створенням квантової механіки. Поль Дірак опублікував кілька статей присвячених проблемі т.зв. магнітного монополя (Тому в подальшому цю гіпотетичну частку стали називати монополя Дірака).
Поль Дірак створив квантову теорію взаємодії електричного заряду e з магнітним зарядом g, яка справедлива при виконанні умови: , де n - ціле число. Таким чином, магнітний заряд частки повинен бути кратним елементарному магнітному заряду , Де e - елементарний електричний заряд.
Досить примітно зворотне, що існування магнітного заряду який суперечить стандартної квантової механіки тільки в тому випадку, коли електричні заряди всіх часток квантів. Таким чином, існування магнітного монополя пояснувало б кратність електричних зарядів частинок величиною e, що спостерігається на практиці.
Умова квантування Дірака узагальнюється на взаємодію двох частинок, кожна з яких має як електричний так і магнітний заряди (такі частинки називаються діона)



.

(В використаної Дираком системі одиниць e і g мають однакову розмірність, причому заряд е фіксований співвідношенням ) В нерелятивістському наближенні сила, що діє на діон 1 з координатами r і швидкістю v з боку діона 2, закріпленого на початку координат, дорівнює

.

Слід зазначити, що комбінації зарядів, що входять в цю формулу єінваріантні щодо дуального перетворення.
В системі СІ розмірності електричних і магнітних зарядів різна. Більш того, в ній магнітний заряд визначається через відношення двох фундаментальних констант:



Дж / А,

де h - постійна Планка і e - електричний заряд електрона.
За аналогією з законом Кулона для електричних зарядів, можна ввести закон взаємодії між однойменними магнітними зарядами . Сила відштовхування (тяжіння) між двома магнітними зарядами може бути представлена у формі:

- Магнітна проникність вакууму, а відстань між двома зарядами. Стала тонкої структури для магнітних зарядів має вигляд:

,

де h - постійна Планка, c - швидкість світла у вакуумі, а? - постійна тонкої структури для електричних зарядів.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!