МАГНИТНЫЙ МОНОПОЛЬ

Законы природы обнаруживают большую степень подобия между электрич. и магн. полями. Ур-ния поля, установленные англ. физиком Дж.. Максвеллом, одни :и те же для обоих полей. Имеется, однако, одно большое различие. Ч-цы с электрич. зарядами, положительными и отрицательными, постоянно наблюдаются в природе, они создают в окружающем пр-ве кулоновское электрич. поле. Магнитные же заряды, ни положительные, ни отрицательные, никогда не наблюдались по отдельности. Магнит всегда имеет два равных по величине полюса на двух своих концах — положительный и отрицательный, и магн. поле вокруг него есть результирующее поле обоих полюсов.

Законы классич. электродинамики допускают существование ч-ц с одним магн. полюсом — м а г н и т н ы х м о н о п о л е й и дают для них определ. ур-ния поля и ур-ния движения. Эти :законы не содержат никаких запретов, в силу к-рых М. м. не могли бы существовать.

В квант. механике ситуация несколько иная. Непротиворечивые ур-ния движения для заряж. ч-цы, движущейся в поле М. м., и для М. м., движущегося в поле ч-цы, можно построить только при условии, что электрич. заряд е ч-цы и магн. заряд m М. м. связаны соотношением:

где n — положит. или отрицат. целое число. Это условие возникает вследствие того, что в квант. механике ч-цы представляются волнами и появляются интерференц. эффекты в движении ч-ц одного типа под влиянием ч-ц другого типа. Если М.м. с магн. зарядом m существует, то ф-ла (*) требует, чтобы все заряж. ч-цы в его окрестности имели заряд е, равный целому кратному величины ћc/2m. Т. о., электрич. заряды должны быть квантовании. Но именно кратность всех наблюдаемых зарядов заряду эл-на явл. одним из фундам. законов природы. Если бы существовал М. м., этот закон имел бы естеств. объяснение. Никакого другого объяснения квантования электрич. заряда не известно. Принимая, что е — заряд эл-на, величина к-рого определяется соотношением е2/ћc=1/137, можно из ф-лы (*) получить наименьший магн. заряд mm0 М. м., определяемый равенством: и,m20/ћc=137/4. Т. о., m0 значительно больше е. Отсюда следует, что трек быстро движущегося М. м., напр. в Вильсона камере или в пузырьковой камере, должен очень сильно выделяться на фоне треков др. ч-ц. Были предприняты тщат. поиски таких треков, но до сих пор М. м. не были обнаружены.

М. м.— стабильная ч-ца и не может исчезнуть до тех пор, пока не встретится с др. монополем, имеющим равный по величине и противоположный по знаку магн. заряд. Если М. м. генерируются высокоэнергичными космическими лучами, непрерывно падающими на Землю, то они должны встречаться повсюду на земной поверхности. Их искали, но также не нашли. Остаётся открытым вопрос, связано ли это с тем, что М. м. очень редко рождаются, или же они вовсе не существуют. П.