Space-X

Новости космоса и космонавтики

Ученые создали магнитный монополь

Ученые создали магнитный монополь

Ученые создали магнитный монополь

Поведение электрона в ответ на действие магнитного монополя, другими словами, магнита с одним полюсом, было отображено при проведении эксперимента в ультрахолодном веществе, подражающем природной магнитной системе. Система электрона и монополя ведет так, как и было описано английским физиком Полем Дираком в 1931 году.

Несмотря на то, что новый эксперимент, детали которого были опубликованы 29 января 2014 года в журнале «Природа» (Nature), не в состоянии доказать, что такие монополи существуют вне пределов лаборатории в других магнитных системах, он может помочь физикам выделить наиболее важные детали их происхождения, говорит соавтор исследования Дэвид Холл (Амхерстский колледж, Массачусетс).

Магнитные монополи

Все известные магниты имеют северный и южный полюс: разломите стрелку магнитного компаса на две части, и у вас в руках окажутся два магнита меньших размеров, каждый из которых будет вновь иметь два полюса.

«Вы можете ломать стрелку на столько частей, сколько вам будет угодно, можете добраться даже до атомарного уровня, и все равно каждый новый магнит будет иметь по два полюса», говорит Холл. Даже у электронов и протонов имеется по два полюса.

Это представляет собой загадку, поскольку многие физики считают, что магнитный монополь (магнит с одним полюсом) должен существовать. Монополи могут объяснить, к примеру, почему электрический заряд субатомных частиц, таких как электроны и протоны всегда имеет форму дискретной единицы основного заряда.

Если же такие магнитные монополи существуют, они должны были возникнуть сразу же после Большого Взрыва, когда космическое пространство было намного более горячим и плотным, чем оно есть на данном этапе. В то время энергии могло быть достаточно для образования таких причудливых магнитных частиц.

В 1931 году Дирак попытался совместить монополь со Стандартной Моделью, господствующей физической теорией, которая описывает поведение крошечных частиц.

Он предполагал, что магнитный монополь, проходя сквозь электрон, оставляет после себя след в виде крошечного завихрения. Внутри электрона во время такого движения будет оставаться свободное место, указывающее на окончание монополя (в квантовой теории электроны не являются твердыми массами с фиксированными границами, а довольно неопределенными по форме «каплями», сквозь которые могут проходить другие объекты).

Демонстрация вихря

Поиски монополей в природной среде с целью проверки теории Дирака закончились неудачей.

Для достижения поставленной цели Холл и коллеги охладили атомы рубидия до миллиардной части градуса выше нуля. При такой температуре атомы демонстрируют необычное квантовое поведение, когда их движение напоминает одиночные волны, а не цельное скопление частиц.

Один атом рубидия был использован для подражания электрону. Далее, исследователи создали магнитное поле монополя, нарушив выравнивание миллионов других атомов рубидия, каждый из которых действует подобно крошечному компасу, указывая направление немного по-другому.

Потом они сделали снимки «электрона», взаимодействующего с «магнитным полем». Действительно, когда синтетический монополь встретился с электроном, он оставил за собой завихрение и «коридор», не содержащий в себе атомов, как и предполагал Дирак.

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 4.0/10 (2 votes cast)
VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 0 (from 0 votes)
Ученые создали магнитный монополь, 4.0 out of 10 based on 2 ratings

Добавить комментарий

Копирование материалов разрешено только с указанием ссылки на источник © 2014
Яндекс.Метрика
Google+