Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Магнитный монополь

монополь. (далее М) Законы природы обнаруживают большую степень подобия между электрическим и полями. Уравнения поля, установленные Дж. Максвеллом, одни и те же для обоих полей. Имеется, однако, одно большое различие. Частицы с электрическими зарядами, положительными и отрицательными, постоянно наблюдаются в природе, они создают в окружающем пространстве кулоновское электрическое поле. же заряды, ни положительные, ни отрицательные, никогда не наблюдались по отдельности. всегда имеет два равных по величине полюса на двух своих концах - положительный и отрицательный, и поле вокруг него есть результирующее поле обоих полюсов.

  Законы классической электродинамики допускают существование частиц с одним полюсом - монополей и дают для них определенные уравнения поля и уравнения движения. Эти законы не содержат никаких запретов, в силу которых М/b> не могли бы существовать.

  В квантовой механике ситуация несколько иная. Непротиворечивые уравнения движения для заряженной частицы, движущейся в поле М/b>, и для М/b>, движущегося в поле частицы, можно построить только при условии, что электрический заряд е частицы и заряд m М/b> связаны соотношением:

  ,  (*)

  где  - Планка постоянная, с - скорость света, а n - положительное или отрицательное целое число. Это условие возникает вследствие того, что в квантовой механике частицы представляются волнами и появляются интерференционные эффекты в движении частиц одного типа под влиянием частиц другого типа. Если М/b> с зарядом m существует, то формула (*) требует, чтобы все заряженные частицы в его окрестности имели заряд е, равный целому кратному величины c / 2m. Таким образом, электрические заряды должны быть квантованы.

  Но именно кратность всех наблюдаемых зарядов заряду электрона является одним из фундаментальных законов природы. Если бы существовал М/b>, этот закон имел бы естественное объяснение. Никакого другого объяснения квантования электрического заряда не известно.

  Принимая, что е - заряд электрона, величина которого определяется соотношением e2/c = 1/137, можно из формулы (*) получить наименьший заряд m0 монополя, определяемый равенством m02/c = 137/4. Таким образом, m0 значительно больше е. Отсюда следует, что трек быстро движущегося М/b> в Вильсона камере или в пузырьковой камере должен очень сильно выделяться на фоне треков других частиц. Были предприняты тщательные поиски таких треков, но до сих пор М/b> не были обнаружены.

  М/b> - стабильная частица и не может исчезнуть до тех пор, пока не встретится с другим монополем, имеющим равный по величине и противоположный по знаку заряд. Если М/b> генерируются высокоэнергичными космическими лучами, непрерывно падающими на Землю, то они должны встречаться повсюду на земной поверхности. Их искали, но также не нашли. Остается открытым вопрос, связано ли это с тем, что М/b> очень редко рождаются, или же они вовсе не существуют.

  П. А. М. Дирак.

  От редакции. Гипотеза о возможности существования М/b> - частицы, обладающей положительным или отрицательным зарядом, была высказана П. А. М. Дираком (1931), поэтому М/b> называют также монополем Дирака.

  Лит.: Dirac . А. М., Quantised singularities in the electromagnetic field, "Proceedings of the Royal Society", Ser. A, 1931, v. 133, № 821; Дэвонс С., Поиски монополя, "Успехи физических наук", 1965, т. 85, в. 4, с. 755-60 (Дополнение Б. М. Болотовского, там же, с. 761-62); Швингер Ю., модель материи, там же, 1971, т. 103, в. 2, с. 355-65; Монополь Дирака. Сборник статей, перевод с английского, под редакцией Б. М. Болотовского и Ю. Д. Усачева, М., 1970.


Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 08.08.2022 13:02:25