Физики, возможно, наблюдали магнитные монополи

[Monopole]

Физики, возможно, наблюдали магнитные монополи

Поль Дирак в 1931 году выдвинул гипотезу, согласно которой в природе должны существовать некие экзотические частицы, являющиеся переносчиками изолированных "магнитных зарядов" - магнитные монополи. Но до сих пор все попытки обнаружить в эксперименте эти неуловимые частицы были безуспешными. Однако теперь группа физиков из Японии, Китая и Швейцарии утверждает, что им все-таки удалось найти косвенное свидетельство существования таких монополей Дирака. Они провели наблюдения так называемого аномального эффекта Холла (появление в проводнике с током плотностью j, помещенном в магнитное поле H, электрического поля Ex, перпендикулярного H и j) в кристалле-ферромагнетике (в ферромагнетиках на электроны проводимости действует не только внешнее, но и внутреннее магнитное поле, что и приводит к появлению необыкновенного (аномального) коэффициента Холла) и теперь уверены, что объяснить полученные результаты можно только с помощью магнитных монополей.

Принципиальное "неравноправие" между электрическими и магнитными полями, поведение которых описывается с помощью очень похожих уравнений - это одна из самых старых загадок в физике. Почему можно получить изолированные положительные и отрицательные электрические заряды, а "северные" и "южные" магнитные полюса никак нельзя разделить? Дирак связал существование таких магнитных монополей с квантованием электрического заряда - другой загадкой, которая все еще не дает покоя ученым.

Существование магнитных монополей также следует из некоторых теорий объединения электрослабых и сильных взаимодействий. Однако масса предсказанного монополя оказалась очень большой по масштабам мира элементарных частиц - приблизительно 1016 гигаэлектронвольт или 10-8 грамм, - чтобы монополи могли быть обнаруженными в экспериментах на современных ускорителях. Слишком редкими они должны быть и в "естественных" условиях.

Теперь вместо того, чтобы искать магнитные монополи в реальном пространстве, Иошинори Токура (Yoshinori Tokura) из японского Национального института передовых технологий и прикладной науки (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology - AIST) и его сотрудники обратились к пространству импульса - математическому псевдопространству фермиевских квазичастиц (электронов проводимости и "дырок"), в котором "располагаются" ферми-поверхности (изоэнергетические поверхности в пространстве квазиимпульсов, отделяющие области занятых электронных состояний от областей, в которых электронов нет), зоны Бриллюэна (зоны "разрешенных" значений энергии электронов в твердом теле, области, включающие в себя все трансляционно-неэквавалентные значения квазиимпульсов, характеризующих состояние квазичастиц) и так далее. Выяснилось, что поведение магнитных монополей в пространстве импульса тесно связано с аномальным эффектом Холла.

Токура и его сотрудники поместили высококачественный кристалл, изготовленный из стронция, рутения и кислорода, в магнитное поле, ориентированное вдоль некой оси z, а затем измеряли поперечное удельное сопротивление - удельное сопротивление вдоль оси y, - при этом ток тек в направлении x. Они нашли, что удельное сопротивление изменялось с увеличением температуры не линейно, как следовало ожидать, а скачками.

Исследователи также измерили поперечную оптическую проводимость тонкой намагниченной ферромагнитной пленки, воспользовавшись так называемой керр-микроскопией (в основе лежит магнитооптический эффект Керра - эллиптическая поляризация света, отраженного от поверхности образца) с высоким разрешением, и нашли острый пик в области низких энергий. По их словам, этот пик можно объяснить только присутствием монополей в структуре зоны кристалла.

Японские, китайские и швейцарские участники эксперимента полагают, что оба эти аномальных эффекта представляют собой те самые "отпечатки пальцев" реальных магнитных монополей. Теперь планируется изучить материалы, которые показали бы еще большие аномальные эффекты. "Законы электромагнетизма - отправная точка для каждой области физики, - говорит Кей Такахаши (Kei Takahashi) из Женевского университета, принимавший участие в этих исследованиях. - И с этой точки зрения мы доказали, что можем изучить большинство разделов физики - включая физику элементарных частиц и космологию - в экспериментах на твердых кристаллах".

[Oops]

Монополь и его магниты

[Monopole]

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Магни́тный монопо́ль (монопо́ль Дира́ка) — гипотетическая элементарная частица, обладающая магнитным зарядом, т. е. являющаяся единственным магнитным полюсом (отсюда название). Все известные магниты имеют два полюса, то есть являются диполями.

В 1931 г. английский физик Поль Дирак обратил внимание, что уравнения Максвелла принимают симметричную относительно электрического и магнитного поля форму, если предположить существование магнитного заряда. Магнитный заряд μ, по предположению Дирака, должен создавать радиальное магнитное поле μ/r2, аналогично тому, как электрический заряд создает электрическое поле q/r2. Более того, Дирак показал, что существование хотя бы одного магнитного заряда во Вселенной автоматически привело бы к требованию квантования электрического заряда.

В настоящее время делаются попытки разработать общую теорию поля, которая объединила бы все фундаментальные взаимодействия. Некоторые из вариантов теорий такого типа предсказывают существование магнитного монополя.

Предпринимались различные попытки экспериментально обнаружить магнитные монополи. В некоторых экспериментах использовались большие катушки. Частицы, обладающие магнитным зарядом, при движении должны создавать электрическое поле, точно так же, как движущиеся электрические заряды создают магнитное поле. Если бы монополь пролетел сквозь такую катушку, это можно было бы зафиксировать с помощью точного изменения электрического тока. В других экспериментах для поиска монополей использовались ускорители элементарных частиц. Хотя были зафиксированы отдельные события, которые можно интерпретировать как регистрацию магнитного монополя, достоверных и воспроизводимых результатов получить не удалось.

[Monopole]

А вообще, в первой статье есть по моему одна "лажа", ноя пока не скажу какая.

Второй бум магнитных монополей начался в 70-х годах, гкогда т'Хофт и Поляков независимо открыли монополи в неабелевых каллибровочных теориях, после этого стало ясно, что модели великого объединения так же содержат монополи, которые могут приводить к интересным физическим эффектам, например, катализировать распад протона.
В теории суперструн, особенно после второй струнной революуии 1995 года тоже стало ясно, что должны существовать многие интере ные экзотические объекты, типа монополей и прочей, еще более странной "нечести".