Магнітний монополь: відмінності між версіями

[неперевірена версія][неперевірена версія]
Вилучено вміст Додано вміст
оформлення, стильові правлення
Рядок 3:
== Суть ідеї ==
 
Магніти мають два [[полюс]]и. Цією властивістю магнітна взаємодія докорінно відрізняється від електричної. [[Електричне поле]] створюється позитивними й від’ємнимивід'ємними зарядами  — частками із одним єдиним полюсом. Аналогом [[постійний магніт|постійного магніту]] для електричного поля є [[диполь]], який завжди можна розбити на два заряди різного знаку. Тобто електричне й [[магнітне поле|магнітне поле]], які є рівнозначними складовими
[[електромагнітні хвилі|електромагнітної хвилі]], докорінно розрізняються щодо своїх джерел.
 
Рядок 10:
Досі експериментального свідчення про існування магнітного монополя отримати не вдалося за винятком одного випадку, коли експериментальна установка спрацювала [[14 лютого]] [[1982]] року. Цей випадок отримав назву ''монополь святого Валентина''.
 
== Історія поняття ==
На ранніх етапах розвитку [[фізика|фізики]], яка базується на експериментальних дослідженнях, поширилась думка про принципову відмінність електричних та магнітних властивостей фізичних тіл. Ця думка чітко була сформульована (W. Gilbert, 1600). Встановлення [[Шарль Огюстен Кулон|Шарлем Кулоном]] тотожності законів притягання та відштовхування для електричних та магнітних зарядів (полюсів магнітів)- знову підняло питання про подібність електричних та 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 заряжену субстанцію'' було надовго вигнано з фізики після праць [[Ампер Андре Марі|Ампера]] в 1820, де було доказано, що контур з електричним струмом створює таке саме магнітне поле, як і ''магнітний диполь''.
 
Відновлення концепції ''магнітних зарядів'' припадає на початок 30-х років 20-го століття, тобто у період перегляду основ фізики у зв'язку зі створенням [[Квантова механіка|квантової механіки]]. Поль Дірак опублікував декілька статей присвячених проблемі т.з. ''магнітного монополя'' (тому в подальшому цю гіпотетичну частку почали називати ''монополем Дірака'').
 
== Монополь Дірака ==
[[Поль Дірак]] створив квантову теорію взаємодії електричного заряду <math>e</math> з магнітним зарядом <math>g</math>, яка справедлива при виконанні умови: <math>\frac{eg}{2\pi c}=n</math>, де ''n'' -&nbsp;— ціле число. Таким чином, магнітний заряд частки повинен бути кратним елементарному магнітному заряду <math>g_0 = \frac{2\pi \hbar c}{e}</math>, де e -&nbsp;— [[електричний заряд|елементарний електричний заряд]].
 
Досить примітним є обернене твердження, що існування магнітного заряду не протирічить стандартній квантовій механіці тільки в тому випадку, коли [[електричний заряд|електричні заряди]] всіх часток квантуються. Таким чином, існування магнітного монополя пояснувало б кратність електричних зарядів часток величині ''e'', що спостерігається на практиці.
 
Умова [[квантування Дірака]] узагальнюється на взаємодію двох часток, кожна з яких має як електричний так і магнітний заряди (такі частки називаються '''[[діон]]ами''')
Рядок 31:
 
В [[Міжнародна система СІ|системі СІ]] розмірності електричних та магнітних зарядів є різна. Більше того, в ній магнітний заряд визначається через відношення двох фундаментальних констант:
 
: <math>\mu = \frac{h}{e} = 4.135701\cdot 10^{-15}</math>Дж/А,
 
де <math>h -</math> стала Планка та <math> e -</math> електричний заряд електрона.
 
== Формальне введення магнітного заряду ==
ПоЗа аналогіїаналогією із законом Кулона для електричних зарядів, можна ввести закон взаємодії між одноіменними магнітними зарядами <math>\mu \ </math>. Сила відштовхування (притягання) між двома магнітними зарядами може бути представлена у формі<ref>Yakymakha O.L., High Temperature Quantum Galvanomagnetic Effects in the Two- Dimensional Inversion Layers of MOSFET's, p.91. Vyscha Shkola, Kyiv (1989) [http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Yakimaha1989ru.djvu djvu]</ref>:
 
: <math>F_{\mu} = \frac{\mu^2}{4\pi \mu_0r^2}</math>,
 
де <math>\mu_0 \ </math>- магнітна проникність вакууму, а <math>r - \ </math> віддаль між двома зарядами.
Постійна тонкої структури для магнітних зарядів має вигляд:
 
: <math>\beta = \frac{\mu^2}{2\mu_0hc} = \frac{1}{4\alpha} = 34,259009</math>,
 
де <math>h -</math> стала Планка, <math>c -</math> швидкість світла у вакуумі, а <math>\alpha -</math> постійна тонкої структури для електричних зарядів.
 
== Дивись також ==
* [[Ефект Аронова — Бома]]
* [[Фаза Беррі]]
Рядок 60:
 
== Література ==
* "«Монополь Дирака"». Сборник статей, перевод с английского, под редакцией Б. &nbsp;М. &nbsp;Болотовского и Ю. &nbsp;Д. &nbsp;Усачева, М., 1970.
* ''Стражев В. И., Томильчик Л. М.'' Электродинамика с магнитным зарядом -&nbsp;— Минск, 1975.
* ''Коулмен С.'' Магнитный монополь пятьдесят лет спустя -&nbsp;— пер. с англ.&nbsp;— - "«Успехи физических наук"», 1984, т.'''144''', с.277. [http://data.ufn.ru//ufn84/ufn84_10/Russian/r8410e.pdf текст].
* ''Дэвонс С.'' Поиски магнитного монополя&nbsp;— - "«Успехи физических наук"», 1965, т. '''85''', в. 4, с. 755-760755—760 (Дополнение Б. &nbsp;М. &nbsp;Болотовского, там же, с. 761-762761—762).
* ''Швингер Ю.'' Магнитная модель материи&nbsp;— - "«Успехи физических наук"», 1971, т. '''103''', в. 2, с. 355-365355—365.
* ''Shnir, Yakov M.'' Magnetic Monopoles -&nbsp;— Springer-Verlag, Berlin, 2005 (ISBN 3-540-25277-0).
 
== Посилання ==
* [http://www.n-t.ru/ri/kr/pu35.htm Пригоди великих рівнянь] МОО "«Наука и техника"»
 
[[Категорія:Невирішені проблеми сучасної фізики]]