МАГНИТНЫЙ МОНОПОЛЬ
Опыт развития теоретической физики демонстрирует немало случаев, когда в результате уточнения ее фундаментальных законов выражающие их математические соотношения принимали боле симметричную и простую ("элегантную") форму. Так, например, в случае переменных электромагнитных полей в вакууме (подробное рассмотрение свойств которых выходит за рамки настоящего тома) открытый Фарадеем закон электромагнитный индукции существенно нарушал симметрию между электрическим и магнитным полем (2).
Добавленное Максвеллом в уравнения электромагнетизма дополнительное слагаемое ("ток смещения") сделало систему уравнений для вакуума более симметричной (3).
Видоизмененная таким образом система уравнений в отличие от (2) предсказывала существование реально наблюдаемых на экспериментах электромагнитных волн в вакууме и, следовательно, лучше описывала реальность. Дальнейшее развитие идей электромагнетизма привело к созданию релятивистской физики - в рамках которой стала очевидна еще более глубокая симметрия уравнений электромагнетизма.
Введенное Максвеллом слагаемое сделало симметричными уравнения для электромагнитных полей в вакууме, но не уничтожило асимметрии между уравнениями в случае наличия вещества.
В случае постоянных электрических и магнитных полей при наличии источников уравнения Максвелла имеют своеобразную "косую" симметрию (2), связанную с тем, что электростатическое поле носит потенциальный характер, а магнитостатическое - вихревой.
Эта своеобразная симметрия полностью нарушается в случае полей, изменяющихся во времени (3): переменное электрическое поле может иметь как потенциальную, так и вихревую составляющую, а магнитное поле остается чисто вихревым.
Введение магнитного монополя (гипотетической частицы, создающей вокруг себя магнитное поле, аналогичное по своей структуре электрическому полю покоящегося электрического заряда) могло бы существенно повысить симметрию уравнений электромагнетизма как в случае статических, так и переменных во времени полей (4). Гипотеза о возможности существования магнитного монополя впервые была высказана Полем Дираком в первой половине 20 века. (Dirac P.A.M. "Quantised singularities in the electromagnetic field" // Proc.of the Roy.Soc.", Ser.A,1931, v.133, N821).
В рамках классической физики, по-видимому, не существует никаких принципиальных запретов на существование магнитного монополя. При квантовомеханическом рассмотрении взаимодействий между электрическими зарядами и магнитными монополями оказывается, что непротиворечивое уравнение движения может быть получено только в том случае, если величины электрического и магнитного зарядов имеющихся в природе частиц связаны соотношением (5).
Если бы магнитный монополь действительно существовал в природе, допустимые значения величины электрического заряда могли бы принимать только дискретный набор значений (электрический заряд должен быть квантован). Именно это свойство электрического заряда наблюдается на эксперименте и составляет один из наиболее фундаментальных законов природы. Т.о. в случае открытия магнитного монополя дискретность электрического заряда получила бы естественное объяснение.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
