Физико-математическое моделирование и анализ эффекта квантования магнитного потока (стр. 3 из 3)

Согласно выводам нашего анализа, в любых физических процессах на современных установках, в том числе и на суперколлайдере (БАК) с энергией

эВ, создать магнитный монополь энергетически невозможно. Одна надежда - это потоки частиц космических излучений, где энергия разного рода событий во Вселенной, образно говоря, беспредельна. Но и здесь многолетние технически сложные поиски монополя Дирака остаются безуспешными.

Таким образом, имеем парадоксальную ситуацию: с одной стороны, прямое наблюдение изолированных магнитных монополей невозможно энергетически, а, скорее всего, в таком виде в Природе их просто нет, но с другой стороны, установлено равноправное сосуществование электрических и магнитных зарядов, произведение квантов которых

равно с точностью до кванту собственного момента микрочастиц [7]. Такая взаимозависимость физических характеристик разнородных и зарядов явно указывает на реальность силового взаимодействия между ними, а это уже повод серьезно задуматься: а вообще, могут ли существовать эти заряды по отдельности друг от друга? Конечно, здесь вполне естественны определенные сомнения в правомерности столь странной трактовки полученных результатов, а потому необходима весомая дополнительная аргументация.

С этой целью аналогично электрическому закону Кулона чисто формально запишем закон Кулона взаимодействия электрического и магнитного зарядов, который для их квантов «

» представится равенством соотношений:

, (4)

- скорость света в вакууме. Видно, что данный результат физически примечателен и требует осмысления. Однако нас он интересует с конкретной целью выяснения допустимости такого, казалось бы, экзотического взаимодействия двух сущностно разных зарядов. Согласно численной оценке, сила Кулона электромагнитного взаимодействия квантов « » зарядов на единичном расстоянии (1м) друг от друга равна . Для сравнения приведем величины сил Кулона: электрической для « » и магнитной для « » . Итак, кулоновское взаимодействие разнородных зарядов и энергетически допустимо, то есть имеем реальный аргумент за то, что указанные заряды могут совокупно содержаться в одном и том же материальном носителе. Обобщая, приходим к неожиданному, но логически вполне обоснованному выводу: электрические и магнитные заряды по отдельности, в изоляции друг от друга в Природе не существуют.

Такой кардинальный вывод подтверждается, на наш взгляд, объективно, поскольку корпускулярными электромагнитными характеристиками частиц микромира [1, 7] являются электрический заряд

, определяющий ее электрические свойства и собственный угловой момент – спин, ответственный за магнитные свойства, который, как теперь установлено, связан с магнитным зарядом частицы: . Как видим, непосредственным подтверждением равноправного сосуществования электрических и магнитных зарядов в одном и том же материальном носителе является именно - спин микрочастицы, физический механизм реализации которого обусловлен выявленным в настоящей работе электромагнитным взаимодействием указанных зарядов.

Кстати, здесь вполне уместна историческая справка [8]: еще Дж.Дж. Томсон в учебнике по электромагнетизму предлагал студентам в виде упражнения вычислить момент импульса электромагнитного поля, созданного системой из электрического и магнитного зарядов. Согласно решению задачи, угловой момент такой системы и ее поля определяется произведением этих зарядов.

Полученные здесь результаты позволяют немного научно «пофантазировать» об электромагнитных характеристиках кирпичиков мироздания - элементарных частицах, в частности, на примере электрона. Условно схема такова, что электрон состоит из магнитного диполя и окружающей его электрической материи, за счет магнитной компоненты силы Лоренца вращающейся вокруг его оси. Разного рода воздействия (прежде всего магнитное поле) на электрон изменяет преимущественное положения этой материи относительно одного из магнитных зарядов диполя, а, следовательно, направление этого вращения, то есть меняют ориентацию спина электрона. Другие микрочастицы могут обладать магнитным зарядом большей мультипольности, то есть другой кратностью спина относительно спина электрона. Если продолжить в том же духе, то нейтрон – это сравнительно сложная электро- и магнитонейтральная система зарядов, состоящая из взаимодействующих электрического и магнитного диполей. Конечно, до полного объяснения структуры частиц микромира еще очень далеко, но наши «научные фантазии» определенно вызывают оптимизм.

Резюме. В рамках гипотезы монополя Дирака установлен магнитный заряд электрона, тождественно равный кванту магнитного потока, наблюдаемого в условиях сверхпроводимости. На этой основе сделан вывод о том, что любая микрочастица обладает в совокупности как электрическим, так и магнитным зарядами, которые в изоляции друг от друга в Природе не существуют, а подтверждающий данный факт спин микрочастицы - результат электромагнитного взаимодействия этих собственных зарядов. Следовательно, и поля указанных зарядовых объединений должны быть структурно значительно сложнее нынешних электромагнитных полей, а для описания таких новых полей требуются фундаментальные уравнения другого глубинного уровня.

Анализ вопроса выявления таких полей и построение описывающих их уравнений проведены ранее, например, в работах [9].

Список литературы

1. Физический энциклопедический словарь. М.: Сов. энциклопедия, 1983.

2. London F. // Phys. Rev., 1948. vol. 74. № 5. p. 562-573.

3. Deaver B.S., Fairbank W.M. // Phys. Rev. Lett., 1961. vol. 7. № 2. p. 43-46.

4. Doll R., Näbauer M. // Phys. Rev. Lett., 1961. vol. 7. № 2. p. 51-52.

5. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Электричество. М.: Наука, 1977.

6. Коулмен С. // УФН. 1984. Том 144. Вып. 2. С. 277-340.

7. Мартинсон Л.К., Смирнов Е.В. Квантовая физика. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009.

8. Карриган Р.А., Трауэр У.П. // УФН. 1983. Том 139. Вып. 2. С. 333-346.

9. Сидоренков В.В. // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2006. № 1. С. 28-37; // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2007. Т. 3. № 11. С. 75-82; // Необратимые процессы в природе и технике: Сборник научных трудов. Вып. 3. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. С. 71-83; // http://scipeople.ru/publication/67585/ .