Magneta unupoluso estas hipoteza partiklo, kiu estus portanta punktan magnetan ŝargon, kontraŭe al la kutimaj magnetoj, konsistantaj nur el magnetaj dupolusoj.
Historio
La ekzisto de magnetaj unupolusoj estas ekskludita de la klasika elektromagnetismo kaj de la teorio de la relativeco, sed en 1931 Paul Dirac demonstris ilian teorian ekziston kadre de la kvantumfiziko.
En septembro 2009 scienculoj observis artefaritajn kvazaŭpartiklojn prezentantajn la propraĵojn de magneta unupoluso. Sed ĝis hodiaŭ, neniu elementa partiklo "libera" enhavanta magnetan unupoluson estis observita.
Se elementa partiklo kun magneta unupoluso estus observata, la konsekvencoj estus gravaj por la teorioj de unuiĝo de la fundamentaj leĝoj de la fiziko, ĉar tiuj lastaj kontraŭstaras en ĉi tiu punkto.
Vidpunkto de la ekvacioj de Maxwell
La eksperimenta nesimetrio de la ekvacioj de Maxwell rilate al la dualeco elektra-magneta estas ligita al la fakto, ke la elektra kampo estas generata de la elektraj ŝargoj [1] kiuj donas al ĝi diverĝencon ne nulan. Sed la magneta kampo estas ĉiam de diverĝenco nula pro la foresto de punka magneta unupoluso. El eksperimenta vidpunkto, la sola fonto de la magneta kampo devenas de la ekzisto de elektra kurento kio estas movo de elektraj ŝargoj.
La ekzisto de magnetaj unupolusoj implicus sekve same la ekziston de magnetaj kurentoj, kiuj provizus same fonton al la elektra kampo de malsama naturo de la komunaj fontoj (ŝargo lokalizita aŭ elektromagneta indukto).
Kvankam en klasika elektromagnetismo, la ekzisto de la magnetaj unupolusoj ne kongruas kun la ekvacioj de Maxwell kaj kvankam la speciala teorio de relativeco permesas demonstri ĉiujn leĝojn de Maxwell, ankaŭ tiu, kiu antaŭdiris la neekziston de la magnetaj unupolusoj, ekde la hipotezo de la ekzisto de la elektra ŝargo, Paul Dirac demonstris en 1931, ke la ekzisto de la magnetaj unupolusoj kongruis kun la ekvacioj de Maxwell en la hipotezo de la kvantigo de la elektra ŝargo, kiu estis eksperimente observita.[2]
En fiziko de la partikloj
En fiziko de la partikloj, la magnetaj unupolusoj estus tipo de elementa partiklo posedanta punktan magnetan ŝargon. Ilia ekzisto estis postulita unuafoje en 1894 de Pierre Curie en artikolo sur la eblo de la ekzisto de magneta konduktiveco kaj de libera magnetismo[3], kaj Paul Dirac formaligis pri tio la kvantuman aspekton en 1931.[4]
Tiu tipo de partiklo devus laŭ Pierre Curie respondi al leĝoj de simetrio kaj esti chirale (tio estas prezentante du formojn, iom al la maniero de la manoj, dekstraj kaj maldekstraj).
Malgraŭ intensaj esploradoj, ĝis nuntempe tia speco de partikloj ne estis observita kaj ĝi ne estas parto de la teorio de la norma modelo. Sed pluraj teorioj de granda unuiĝo antaŭvidas la ekziston de unupolusoj aŭ almenaŭ la eblo de ilia ekzisto ĉe alta energio. Tiuj teorioj estas aktuale nek validigitaj nek nuligitaj.
En fiziko de la solidoj
En septembro 2009, pluraj eksperimentoj evidentigis la ekziston de magnetaj unupolusoj en kristaloj, sub la formo de kvazaŭpatikloj konstituantaj la ekstremaĵojn de dirakaj kordoj (ne senfine longaj). Tom Fennell en la Instituto Laue-Langevin kaj Jonathan Morris en Berlino kreis la kondiĉojn permesantaj reprodukti artefaritajn unupolusojn en titanato de holmio kaj en la titanato de disprozio.[5]
Oni povis evidentigi ankaŭ magnetan kurenton kaj la scienculoj opinias ke tiu malkovro povus havi konsekvencojn en la fako de la mikroelektroniko. Estas notinde ke krom la mikroskopa konduto, tiuj kvazaŭpartikloj ne havas ligon kun la komuna nocio de « magneta unupoluso » kiel priskribita ĉi-supre por la fiziko de la partikloj pro tio ke ne temis pri elementaj partikloj. Tamen, tiuj malkovroj progresigas la spintronikon al la kvantuma komputilo.
Referencoj
- ↑ kiuj povas esti nomataj ankaŭ elektraj unupolusoj
- ↑ Paul Dirac, "Quantised Singularities in the Electromagnetic Field".
- ↑ Sur la possibilité d'existence de la conductibilité magnétique et du magnétisme libre
- ↑ Quantised Singularities in the Electromagnetic Field
- ↑ Aimants : on tient enfin le monopôle magnétique !, Nicolas Kalogeropoulos, Science et Vie, no 1108, janvier 2010, page 99.