Эксперименты по поиску монополей

Если мы из куска проволоки сделаем постоянный магнит, то он будет диполем, у него будет северный и южный полюса. Разрезая проволоку на два кусочка, получим два магнита, каждый из которых опять будет диполем. Получить после подобного разделения диполя кусочек с отдельным северным полюсом – “северный магнитный монополь” и отдельным южным - “южный магнитный монополь” еще никому не удавалось.

Хотя асимметрия электрического и магнитного полей в классической электродинамике очевидна – она основана на СТО, поиски магнитных монополей были стимулированы П.Дираком. Он предложил (1931 г.) квантово-механическую теорию, описывающую движение магнитного монополя в электрическом поле и электрического заряда в поле магнитного монополя. Из нее вытекала необходимость квантования электрического и магнитного зарядов. Поскольку нам известно, что электрический заряд квантуется, притягательность теории Дирака была в том, что она единственная обосновывала квантование заряда. Теория Дирака позволяла оценить элементарный магнитный заряд и, соответственно, энергию частиц им обладающим. Для элементарного электрического заряда , для элементарного магнитного заряда . Что необходимо было искать, экспериментаторы знали. Однако ни в одной камере Вильсона, ни в одной пузырьковой камере не было обнаружено магнитных монополей.

С изобретением SQUID (Superconducting Quantum Interference Detector) – сверхпроводящего квантового интерферометра появилась еще одна возможность регистрировать магнитные монополи. О квантовании магнитного потока и принципах работы SQUID поговорим позднее, здесь же отметим, что и в этих экспериментах магнитных монополей не обнаружено.

Новый интерес к поиску магнитных монополей, правда, с совершенно другими свойствами, появился после создания полевых теорий пытающихся объединить все фундаментальные взаимодействия (1974, Поляков, Хоофт). Масса магнитного монополя, предсказываемая этой теорией гигантская ГэВ. Предполагается, что они могли образоваться на раннем этапе развития Вселенной. Однако, ни одним из имеющихся в распоряжении экспериментаторов детектором (в том числе и теми, которые регистрируют солнечные нейтрино), такие магнитные монополи космического происхождения зарегистрированы не были.

Отрицательный экспериментальный результат это тоже результат, заслуживающий внимания. То, что магнитные монополи не обнаружены, “спасает” специальную теорию относительности: нет необходимости отказываться от 4-потенциала. Мы можем продолжать считать магнетизм исключительно релятивистским эффектом.