☰

» »

Magnetni monopoli so realnost

Magnetni monopoli so realnost

Slashdot - Teoretičen obstoj monopolov je že leta 1930 domneval britanski fizik Paul Dirac, teorijo pa so z dvema člankoma, objavljenima v reviji Nature, ter še dvema, ki še nista objavljena in se nahajata na arXiv.org, očitno potrdili tudi v resničnem svetu, ki ne obstaja zgolj na papirju v obliki enačb. Monopole so po iskanju v kozmičnih žarkih, pospeševalcih delcev ter celo v Luninih kameninah, našli v posebnem kristalu, ki so ga raziskovalci poimenovali spin ice. Kristal, ki ima v tem primeru kemijsko sestavo Dy2Ti2O7, je poimenovan vrteči se led zaradi oblike kristalne rešetke, ki je na moč podobna kristalom ledu vode - atomi so postavljeni v vogale štiristrane piramide.

Vsak od atomov se sicer obnaša kot paličasti magnet, ki se z ohladitvijo v bližino absolutne ničle poravnajo. Včasih se poravnajo trije od štirih vogalov piramide in tako v centru ustvarijo severni oz. južni monopol. Polje ni povezano s fizičnim telesom, a se obnaša, kot naj bi se v teoriji obnašal monopol. Obstoj monopolov so znanstveniki dokazali na več načinov in obenem izmerili tudi gostoto energije njihovega magnetnega polja.

V člankih, ki sta objavljena v reviji Nature, so z nevtroni zaznavali verige atomov, poimenovane Diracove verige, ki so povezovale severni in južni monopol, obenem pa so obstoj v enem izmed člankov dokazali tudi z merjenjem toplote. Dodatno verodostojnost dokazov potrjuje tudi eden izmed neobjavljenih člankov, medtem ko v drugem neobjavljenem članku znanstveniki trdijo, da gostota energije magnetnega monopola znaša 4,6*10-13 Joulov na Tesla meter. Po besedah Stevea Bramwella, ki je poleg slednjega članka soavtor tudi enega izmed člankov v reviji Nature ter je znanstvenik za materiale na Univerzi v Londonu, so dokazi za obstoj monopolov neizpodbitni, čeprav so med seboj oddaljeni zgolj 1 nanometer in jih je posledično zelo težko izolirati.

72 komentarjev

«
1
2

Pyr0Beast ::

Interesantno.
Some nanoparticles are more equal than others

Good work: Any notion of sanity and critical thought is off-topic in this place

karagoth ::

Bi mogli za pomoč prosit EU komisijo, oni so strokovnjaki za monopole :))

Brane2 ::

Če sem prav spremljal debato, so novinarji narobe povzeli zadevo.

Ne gre za dokaz obstoja pravega monopola ampak le delo z virtualnim monopolom.
On the journey of life, I chose the psycho path.

Thomas ::

Ja. Monopola NISO odkrili, virtualni monopol je pa že stara stvar. Vsak magnet ima vsaj dva virtualna monopola.
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

blazp88 ::

če najdeš monopol, porušiš vse temelje magnetike (neizvornost, vrtinčnost polj)

Thomas ::

Absolutno! Mislim da ne bi preživel niti zakon o ohranitvi energije. Sploh mi ni jasno, kako tega ne vedo, ali vsaj jasno ne povedo.

Sej nimam nič proti. Če ga najdejo ga najdejo, ampak naj povedo da s tem najverjetneje iščejo perpetuum mobile. Da bomo videli pri čem smo.
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

AmokRun ::

Razlika med monopolom in virtualnim monopolom je pa kaj?

gzibret ::

Monopol je magnet, ki ima le en sam pol in glede na danes veljavne teorije ne obstaja. Virtualni monopol pa je magnet, ki ima v resnici oba pola, le eden je tako skrit, da le izgleda, kot da obstaja zgolj en pol.

A imam prav?

edit - še včerajšnja novica na ScienceNow: http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/co...
Vse je za neki dobr!

Zgodovina sprememb…

  • spremenilo: gzibret ()

Brane2 ::

Virtualni monopol je monopol za opzaovane primere. Imaš en pol in v njegovi bližini potekajo magnetne gostotnice praktično tako, kot da je monopol AFAIK...
On the journey of life, I chose the psycho path.

kitzbrado ::

>Thomas: Absolutno! Mislim da ne bi preživel niti zakon o ohranitvi energije. Sploh mi ni jasno, kako tega ne vedo, ali vsaj jasno ne povedo.

Zakaj ze?

>gzibret: Monopol je magnet, ki ima le en sam pol in glede na danes veljavne teorije ne obstaja.

Katere teorije? Neobstoj magnetnih monopolov je eksperimentalno pridobljen podatek. Magnetne monopole lahko komot vtaknes v Maxvellove enacbe in kaj se zgodi? Pac postanejo simetricne.

Potem je pa tu seveda se Diracova napoved magnetnih monopolov, ki pride iz kvantizacije elektricnega naboja. Torej naj me nekdo razsvetli, kje je tako ociten teoreticni problem z magnetnimi monopoli?

EDIT: Slovnica.

Zgodovina sprememb…

Pyr0Beast ::

Samo .. kje se te gostotnice potem zaključijo ? Ali zadeva 'strelja' kot iz puške in ima praktično neomejen doseg ? >:D

Sicer je Brane2 dobro povedal.
Some nanoparticles are more equal than others

Good work: Any notion of sanity and critical thought is off-topic in this place

Brane2 ::

Nekaj je bil v razpravi na /. omenjen poskus leta 8x, ki je zelo močno nakazal možnost magnetnih monopolov, ni pa ponudil nedvoumnega dokaza. Niso ga uspeli ponoviti in domnevajo, da je šlo za redko anomalijo...
On the journey of life, I chose the psycho path.

Zgodovina sprememb…

  • spremenil: Brane2 ()

kitzbrado ::

>PyroBeast: Samo .. kje se te gostotnice potem zaključijo ? Ali zadeva 'strelja' kot iz puške in ima praktično neomejen doseg ?

Kje se pa zakljucijo gostotnice izoliranega elektricnega naboja?

A. Smith ::

Razlika med monopolom in virtualnim monopolom je pa kaj?


Divergenca gostote magnetnega pretoka v okolici navideznega magnetnega monopola je nič (v skladu z 2. Maxwellovo enačbo), medtem ko bi bila pri magnetnem monopolu od nič različna.

Če zadevo pogledamo iz ravno prave razdalje, se res obnaša kot magnetni monopol. Ampak v resnici ni, tako kot vrzeli v polprevodniku niso pozitroni, čeprav se tako obnašajo.
"Be professional, be polite,
but have a plan to kill everyone you meet".
- General James Mattis

Zgodovina sprememb…

  • spremenil: A. Smith ()

A. Smith ::

>PyroBeast: Samo .. kje se te gostotnice potem zaključijo ? Ali zadeva 'strelja' kot iz puške in ima praktično neomejen doseg ?

Kje se pa zakljucijo gostotnice izoliranega elektricnega naboja?



Gostotnice izol. el. naboja bi se zaključile v neskončnosti. Prav tako silnice magnetnega monopola.

AMPAK v tem konkretnem primeru to ne drži, ker je bilo jasno povedano, da za virtualne monopole velja divB=0. Kar pomeni, da se silnice ne morejo zaključevati v neskončnosti.
"Be professional, be polite,
but have a plan to kill everyone you meet".
- General James Mattis

Thomas ::

V čem je problem z magnetnim monopolom?

Feynman lectures.
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

Thomas ::

Če imaš izoliran npr. severni pol, potem ga daš na voziček, voziček pa na krožne tire. Vzdolž proge postavič paličaste magnete, usmerjene v recimo smeri urinega kazalca. Tako voziček ves čas privlačijo in odbijajo v isto smer in to je izvor zastonjske energije.

Štekate?
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

kitzbrado ::

Narisi prosim eno enostavno skico tega miselnega eksperimenta.

A. Smith ::

Magnete je treba tudi namagnetiti (kar nas stane veliko energije).

Razen, če trdiš, da bi dobil iz sistema več energije, kot si ga vanj vložil (česar pa ne kupim).
"Be professional, be polite,
but have a plan to kill everyone you meet".
- General James Mattis

Brane2 ::

Magnete je treba tudi namagnetiti (kar nas stane veliko energije).

Razen, če trdiš, da bi dobil iz sistema več energije, kot si ga vanj vložil (česar pa ne kupim).



Nepomembno, če iz sistema dobiš stalen pritok energije. Takrat je povrnitev vloženega samo vprašanje časa.

Česar pa v tem miselnem eksperimentu ne vidim. V moji mentalni simulaciji bi se monopol ustavil kje blizu nasrpontega pola kakega magneta...
On the journey of life, I chose the psycho path.

Thomas ::

No ne vem, po moje je slika kristalno jasna. Pod avtom recimo imaš stalen magnet, obrnjen v smeri vožnje. V cesti pa zakopan magnetni monopol. Denimo, da naprej, v smer vožnje gleda severni pol. Monopol je pa južni. Privlači avto dokler ni avto s sredino svojega stalnega magneta nad njim. Potem ga začne odbijati, spet v tapravi smeri.

Zato monopoli niso možni, nasprotujejo zakonu o ohranitvi energije.
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

Brane2 ::

Res je, ampak ko monopol pride pod sredino magneta, bo vpliv južnega pola začel preglaševati severni pol, ker bo pač bližje.

In takrat bo rezultanta vlekla avto nazaj.
On the journey of life, I chose the psycho path.

kitzbrado ::

>Magnete je treba tudi namagnetiti (kar nas stane veliko energije).

Ce imas prave magnetne monopole, potem ta argument odpade. Obstaja fajn analogija - kako bos naelektril elektron?

Mimogrede... Thomas, kje je razlika med tvojim primerom s palicnimi magneti in monopolom ter popolnoma enako razporeditvijo elektrocnih dipolov in elektrona? Pa ne pozabit nalepit skice gor - saj je lahko zaradi mene z roko narisana v Paintu.

Thomas ::

kje je razlika med tvojim primerom s palicnimi magneti in monopolom ter popolnoma enako razporeditvijo elektrocnih dipolov in elektrona?


Simetrije ni. Električni dipol je na daleč nevtralen, magnet pa ne.
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

Thomas ::

> ko monopol pride pod sredino magneta, bo vpliv južnega pola začel preglaševati severni pol, ker bo pač bližje.

Res je. Prej je avto privlačilo, zdaj ga odbija. Oboje ga pospešuje v isto smer.

Štekaš?
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

kitzbrado ::

>Thomas: No ne vem, po moje je slika kristalno jasna. Pod avtom recimo imaš stalen magnet, obrnjen v smeri vožnje. V cesti pa zakopan magnetni monopol. Denimo, da naprej, v smer vožnje gleda severni pol. Monopol je pa južni. Privlači avto dokler ni avto s sredino svojega stalnega magneta nad njim. Potem ga začne odbijati, spet v tapravi smeri.

Pod avtom recimo imaš dipol, s pozitivno stranjo obrnjeno v smeri vožnje. V cesti pa zakopan elektron. Privlači avto dokler ni avto s sredino svojega stalnega magneta nad njim. Potem ga začne odbijati, spet v tapravi smeri.

V resnici ni bistvene razlike. Ali bos zdaj trdil, da obstoj elektricnih monopolov nasprotuje zakonu o ohranitvi elektricne energije?

Thomas ::

In takrat bo rezultanta vlekla avto nazaj.


Ne, naprej. Prej je južni monopol privlačil severni pol, potem pa južni monopol odbijal južni pol.

Zdej štekaš, ane?
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

gruntfürmich ::

Virtualni monopol pa je magnet, ki ima v resnici oba pola, le eden je tako skrit, da le izgleda, kot da obstaja zgolj en pol.


tudi jst tako mislim. ker je drug pol skrit v sredini kristala s tem ni nič narobe, ne v teoriji, ne v praxi. samo da je zelo švohn.
"Namreč, da gre ta družba počasi v norost in da je vse, kar mi gledamo,
visoko organizirana bebavost, do podrobnosti izdelana idiotija."
Psiholog HUBERT POŽARNIK, v Oni, o smiselnosti moderne družbe...

Brane2 ::

> ko monopol pride pod sredino magneta, bo vpliv južnega pola začel preglaševati severni pol, ker bo pač bližje.

Res je. Prej je avto privlačilo, zdaj ga odbija. Oboje ga pospešuje v isto smer.

Štekaš?



Razumem, vendar bi kazalo preveriti, če vsega, kar dobiš na prvem delu ( dokler severni pol ne pride do monopola ) in zadnjem delu ( ko je monopol za južnim polom ) ne izgubiš, ko je magnet točno nad monopolom in potuje ta od severnega do južnega pola...
On the journey of life, I chose the psycho path.

kitzbrado ::

kje je razlika med tvojim primerom s palicnimi magneti in monopolom ter popolnoma enako razporeditvijo elektrocnih dipolov in elektrona?


Simetrije ni. Električni dipol je na daleč nevtralen, magnet pa ne.

Govoris o zakljucenih silnicah elektricnega polja? Saj je cisto enaka slika pri magnetnih dipolih. Kje je ta ogromna razlika, ki jo ti vidis?

Thomas ::

Tvoja analogija ni dobra kitzbrado. Elektični dipol NI analogen s stalnim magnetom.
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

A. Smith ::

Ce imas prave magnetne monopole, potem ta argument odpade. Obstaja fajn analogija - kako bos naelektril elektron?


To, kar pravič mi je popolnoma jasno.

Govoril sem o paličnih bipolarnih magnetih. Thomasov miselni eksperiment jih vključuje. Pač, če bo tisti gibajoči se monopol obremenil, bi z interakcijami med telesoma počasi izčrpal magnet. In ta magnet ne sme biti sestavljen iz monopolov, kor potrebuješ za pogon solenoidalno polje.


Sploh pa, če je ta koncept tako oh in sploh, zakaj ni izvedljiv z elektroni in kakšno exotično konfiguracijo el. polja?
"Be professional, be polite,
but have a plan to kill everyone you meet".
- General James Mattis

Zgodovina sprememb…

  • spremenil: A. Smith ()

kitzbrado ::

To si odlicno argumentiral. Sem se ze bal, da se bos skliceval na lastno avtoriteto.

EDIT: To je bilo naslovljeno na Thomasov zadnji post in ne na A.Smitha, ki je vmes odgovoril.

Zgodovina sprememb…

Brane2 ::

In kako izčrpaš stalni magnet ?

Kot mi je znano, ni neke fundamentalne zadeve, ki bi določala razmagnetenje.

Do tega seveda prihaja v omejenem obsegu, ki je sicer odvisen od magnetnih vplivov, vendar predvsem od kakovosti materiala.

Poleg tega pa ta strmo pada z manjšanjem intenzitete polj AFAIK.
On the journey of life, I chose the psycho path.

poweroff ::

Hehe, pa družboslovje pa kao ni znanost. Okapi, kje si? :D
sudo poweroff

A. Smith ::

In kako izčrpaš stalni magnet ?

Kot mi je znano, ni neke fundamentalne zadeve, ki bi določala razmagnetenje.


>Stalni magnet< je lahko samo na ravni atoma, ali molekule (ali minimalnega Weissovega območja).

Če hočeš pa namagnetiti en kos materiala, moraš pa vse te majhne delce v njem na silo orientirati v isto smer. Pri čemer trošiš energijo.

Ko pride do sil zaradi magnetnih interakcij, se začne proces, ki je ravno obraten: delci se začnejo obračati kaotično v take smeri, da so med delci v materialu in zunanjosti kosa materiala magnetne interakcije kar najmanjše, s tem pa tudi sila med njimi. Skratka, sistem se ponastavi nazaj v položaj najmanjše potencialne energije.
"Be professional, be polite,
but have a plan to kill everyone you meet".
- General James Mattis

A. Smith ::

Boljši (bolj trdomagneten) je material, težje je delce v njem obračati.

Vendar pa to (ob daljši namagnetenosti) pomeni predvsem več vložene energije za namagnetenje.
"Be professional, be polite,
but have a plan to kill everyone you meet".
- General James Mattis

JanK ::

Hmm, poskusam si predstavljkati, pa ne vidim razlike med opisanim poskusom in tem, da v krog izmenicno postavis + in - elektricne naboje (magari razporejene tako, da imas dipole, ki aproksimirajo magnete) in na vozicek nalozis osnoven naboj? Ali tudi dobis izvor zastonjske energije? Ce ne, kaksna je razlika?

Brane2 ::

Ampak ni definirane neke meje, ki bi določala da bo magnet odpovedal pri taki in taki interakciji glede na energijo namagnetenja.

Stvar je odvisna predvsem od kakovosti materiala.

Sploh pa, če ti efekti razmagnetenja niso všeč, pač uporabi šibkejše polje.

Ja, učinek bo manjši, vendar ne toliko kot stopnja razmagnetenja.
On the journey of life, I chose the psycho path.

kitzbrado ::

> Hmm, poskusam si predstavljkati, pa ne vidim razlike med opisanim poskusom in tem, da v krog izmenicno postavis + in - elektricne naboje (magari razporejene tako, da imas dipole, ki aproksimirajo magnete) in na vozicek nalozis osnoven naboj? Ali tudi dobis izvor zastonjske energije? Ce ne, kaksna je razlika?

Natanko to je moje vprasanje Thomasu. Kje je razlika med elektricno in magnetno izvedbo poskusa?

gruntfürmich ::

mislim da si napačno predstavljate namagnetenje: mislim da gre za spine (nimam knjige pred seboj) elektronov, ki so SAMI na orbitah, ne v parih, pri določenih atomih. tako so možni pri železu 5, kobaltu malo manj, drugje še manj..., in potem se to samo sešteva, kakšna je molekulska formula in koliko je teh atomov ki prispevajo samske elektrone ter koliko je takih, ki tega ne (v keramiki).
pravztaprav ni nekih delcev, ki se poravnajo...
"Namreč, da gre ta družba počasi v norost in da je vse, kar mi gledamo,
visoko organizirana bebavost, do podrobnosti izdelana idiotija."
Psiholog HUBERT POŽARNIK, v Oni, o smiselnosti moderne družbe...

Zgodovina sprememb…

kitzbrado ::

>Ampak ni definirane neke meje, ki bi določala da bo magnet odpovedal pri taki in taki interakciji glede na energijo namagnetenja.

A ves, kaj se zgodi, ko das permanentni magnet v zunanje magnetno polje?

Cisto vsaka (taka) zunanja interakcija, ki se sklopi s smerjo spinov snovi, lahko pripelje do tega, da se magnet raz- ali namagneti. Zakaj? Preprosto pove spinom, kako "ugodno" jim je kazat v isto smer.

Brane2 ::

A ves, kaj se zgodi, ko das permanentni magnet v zunanje magnetno polje?


Cisto vsaka (taka) zunanja interakcija, ki se sklopi s smerjo spinov snovi, lahko pripelje do tega, da se magnet raz- ali namagneti. Zakaj? Preprosto pove spinom, kako "ugodno" jim je kazat v isto smer.


Ampak to ni tema te dileme. Tema je " Ali je kje kaka fundamentalna konstanta, ki določa, da iz takega sklopa ne bi dobil več energije, kot si jo porabil za magnetenje ?".

Ja, zunanje polje poskuša obrniti magnetke v materialu, ampak te drži struktura materiala in nikjer ne piše, da bi recimo 2x močnejše polje _vedno_ dvakrat bolj razmagnetilo magneta v nekem okolju...
Razmagnetenje je posledica prevlade zunanjih vplivov nad držanjem strukture, to pa je poleg temperature odvisno od moči magnetnega polja. Ko ta pade na nek nivo, verjetnost, da boš z njim obrnil kak magnetek v materialu _zelo_ upade in tako lahko v sistemu kljub uporabljenemu šibkejšemu polju na koncu dobiš več energije ven skozi več ponovitev.
On the journey of life, I chose the psycho path.

Brane2 ::

mislim da si napačno predstavljate namagnetenje: mislim da gre za spine (nimam knjige pred seboj) elektronov, ki so SAMI na orbitah, ne v parih, pri določenih atomih. tako so možni pri železu 5, kobaltu malo manj, drugje še manj..., in potem se to samo sešteva, kakšna je molekulska formula in koliko je teh atomov ki prispevajo samske elektrone ter koliko je takih, ki tega ne (v keramiki).
pravztaprav ni nekih delcev, ki se poravnajo...



AFAIK nimaš prav. Pri feritih je recimo govora o spremembah orientacije celih kristalnih domen.
On the journey of life, I chose the psycho path.

Brane2 ::

Tista rotacija atomov pride do izraza pri diamagnetičnih materialih AFAIK...
On the journey of life, I chose the psycho path.

kitzbrado ::

>Ampak to ni tema te dileme. Tema je " Ali je kje kaka fundamentalna konstanta, ki določa, da iz takega sklopa ne bi dobil več energije, kot si jo porabil za magnetenje ?".
Jaz se vedno cakam, da mi nekdo (Thomas) definira, kaj je ta "pridobljena" energija.

Saj tudi, ce das nasprotno nabita elektricna delca enega zraven drugega v neskoncen vakuum, se bosta vedno cutila in potovala v nsekoncnost. A je to potem dokaz za perpetuum mobile?

A. Smith ::

Ko ta pade na nek nivo, verjetnost, da boš z njim obrnil kak magnetek v materialu _zelo_ upade in tako lahko v sistemu kljub uporabljenemu šibkejšemu polju na koncu dobiš več energije ven skozi več ponovitev.


Na tem nizkem nivoju ravno tako pade verjetnost, da boš v teh ponovitvah dobil kaj prida energije.

Če trdiš, da lahko iz magneta izvlečeš več energije kot je vanj vložiš, bi lepo prosil za link.
"Be professional, be polite,
but have a plan to kill everyone you meet".
- General James Mattis

Brane2 ::


Na tem nizkem nivoju ravno tako pade verjetnost, da boš v teh ponovitvah dobil kaj prida energije.


Sploh ne _ravno_tako_ ampak VELIKO manj.


Če trdiš, da lahko iz magneta izvlečeš več energije kot je vanj vložiš, bi lepo prosil za link.


Ne trdim tega.
On the journey of life, I chose the psycho path.

A. Smith ::

mislim da si napačno predstavljate namagnetenje: mislim da gre za spine (nimam knjige pred seboj) elektronov, ki so SAMI na orbitah, ne v parih, pri določenih atomih. tako so možni pri železu 5, kobaltu malo manj, drugje še manj..., in potem se to samo sešteva, kakšna je molekulska formula in koliko je teh atomov ki prispevajo samske elektrone ter koliko je takih, ki tega ne (v keramiki).
pravztaprav ni nekih delcev, ki se poravnajo...



AFAIK nimaš prav. Pri feritih je recimo govora o spremembah orientacije celih kristalnih domen.


Da. Weissove domene so skupine dotičnih atomov/molekul, obrnjenih v isto smer, pri čemer je njihovo polje že sešteto. Ko začnemo magnetiti, se domene, obrnjene v smer magnetenja najprej začno večati in spajati, dokler ne ostane samo ena. Magnetilna krivulja nad kolenom potem predstavlja rotacijo te ene same domene v točno smer magnetenja.
"Be professional, be polite,
but have a plan to kill everyone you meet".
- General James Mattis
«
1
2

Vredno ogleda ...

TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
»

Prvi izsledki sonde Parker odpirajo novo poglavje v raziskovanju Sonca

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija		54149 (2784) Dr_M
»

Švedska, ki se pridružuje boju za odprto znanost, odslovila Elsevier (strani: 1 2 )

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija		7523434 (19789) poweroff
»

Odkrili magnetni 'monopol'

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija		2010650 (8355) Yggdrasil
»

Magnetni monopoli so realnost (strani: 1 2 )

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija		7211414 (7701) Thomas

Več podobnih tem