Magnetni monopoli u sintetičkom magnetnom polju

Svaki magnet se sastoji od sjevernog i južnog pola. Poznato je da se raznoimeni polovi privlače, a istoimeni odbijaju. Pri pokušaju da se magnet podijeli na sjeverni i južni pol dolazi do stvaranja dva nova dvopolna magneta. Izolovano postojanje sjevernog i južnog pola u klasičnoj fizici nije moguće. Engleski fizičar Dirak 1931. godine, teorijski je predvidio postojanje izolovanih magnetnih monopola. Nakon 83 godine isti su otkriveni u laboratoriji u Amherst koledžu. Otkriće je doživjelo veliki publicitet sa uvjerenjem da će i prirodni magnetni monopoli uskoro biti otkriveni. 

Magnetni monopoli u sintetičkom magnetnom polju Fizika

“Dijeljenje” magneta

U klasičnoj fizici dobro je poznata činjenica o nemogućnosti razdvajanja magnetnih polova. Još 1875. godine francuski fizičar Šarl-Ogist de Kulon eksperimentalno je potvrdio da se sjeverni i južni pol ne mogu razdvojiti. Sa promjenama koje su došle uzdizanjem kvantne teorije i magnetni monopol je dočekao svoj trenutak. Engleski fizičar Pol Dirak je 1930. godine objavio rad u kome opisuje samostalno postojanje magnetnog monopola i od tada je u laboratorijama širom svijeta počela potraga za novom strukturom. Magnetni monopol je definisan kao izolovani magnetni pol, magnetno naelektrisanje ili tačkasti izvor magnetnog polja.

Tokom 20. vijeka potraga za magnetnim monopolom bila je neuspješna. Teorijski modeli koji opisuju period nakon Velikog praska predviđaju postojanje brojnih magnetnih monopola, međutim model širenja univerzuma objašnjava rijetkost ovakvih struktura. Prema nekim teorijskim proračunima energija jednog magnetnog monopola je tako velika da bi sudaranje jednog pozitivnog i jednog negativnog magnetnog monopola oslobodilo energiju ekvivalentnu onoj koja se oslobađa pri eksploziji jednog kilograma dinamita.

Više od 80 godina nakon poznatog Dirakovog rada, finski naučnici sa Univerziteta u Altu su objavili teorijski rad koji predlaže načine formiranja sintetičkih magnetnih monopola. Šta je sintetički magnetizam? To je egzotično stanje u kojem neutralni atomi imitiraju ponašanje naelektrisanih čestica u magnetnom polju. Da bi se taj efekat postigao atomi se moraju ohladiti na temperature koje su nekoliko milijarditih dijelova kelvina iznad apsolutne nule. Ovako ohlađeni atomi (ukoliko imaju cjelobrojan spin) formiraju Boze-Ajnštajnovu kondenzaciju. Danas se u mnogim laboratorijama ohlađeni atomi, takozvani kvantni simulatori, koriste da simuliraju razne procese, među kojima i dinamiku naelektrisanih čestica u magnetnom polju.

Magnetni monopoli u sintetičkom magnetnom polju Fizika

Umjetinčko viđenje sintetičkog magnetnog monopola (Heikka Valja)

Početkom ove godine u časopisu Nature objavljen je rad o identifikaciji i fotografisanju sintetičkih magnetnih monopola u Amherst koledžu u Masačusetsu. Rad su objavili Majkl Rej, Saugat Kandel, Emi Ruokokski, Miko Motonen i Dejvid Hol sa Amherst koledža i Univerziteta Alto. Profesor Hol smatra da je ovim eksperimentalno dokazano postojanje Dirakovih struktura, međutim posao nije završen jer treba otkriti i prirodne magnetne monopole, što je zadatak nekih većih kolaboracija. On nije krio uzbuđenje zbog životnog dostignuća i istakao je kako se kreiranjem sintetičkih električnih i magnetnih polja može doći do razumijevanja potpuno novih materijala, kao što su visokotemperaturni superprovodnici.

Rad: M. W. Ray et al. 2014. Observation of Dirac monopoles in a synthetic magnetic field. Nature 505, pp. 657–660; doi: 10.1038/nature12954

Priredio Pronin kolegijum za fiziku

http://naucnenovosti.me/wp-content/uploads/2014/02/magneti-monopoli.jpghttp://naucnenovosti.me/wp-content/uploads/2014/02/magneti-monopoli-150x150.jpgadminFizikaMagnetni monopoli u sintetičkom magnetnom poljuSvaki magnet se sastoji od sjevernog i južnog pola. Poznato je da se raznoimeni polovi privlače, a istoimeni odbijaju. Pri pokušaju da se magnet podijeli na sjeverni i južni pol dolazi do stvaranja dva nova dvopolna magneta. Izolovano postojanje sjevernog i južnog pola u klasičnoj fizici nije moguće. Engleski...Magnetni monopoli u sintetičkom magnetnom polju Fizika
IASTE Crna Gora