古詩詞大全網 - 成語查詢 - 為什麽電荷只有壹極(正極或負極),而磁場卻有兩極(N極和S極),有只有壹個單極磁場嗎?

為什麽電荷只有壹極(正極或負極),而磁場卻有兩極(N極和S極),有只有壹個單極磁場嗎?

磁單極在理論上被狄拉克(Paul Adrie Maurice Dirac)預言過,只是尚未有確切證據證實。狄拉克曾提出著名的狄拉克方程,該方程被楊振寧稱為世界上最美妙的方程,狄拉克在量子力學研究界享有盛名,他的預言影響力是很大的。對磁單極的研究不屬於量子力學,磁單極子(Magnetic monopole)目前屬於理論物理學終極理論——弦理論(String theory)的研究範疇。磁單極子後由內森·塞伯格(Nathan Seiberg)和愛德華·威滕(Edward Witten)給出理論性證明,愛德華·威滕曾榮獲菲爾茲獎(Fields Medal,數學界的諾貝爾獎),由於其深不見底的數學功力和“M理論”的開創性提出,是弦理論界當之無愧的“教皇”。以下內容摘自viki百科:

磁單極子磁單極子是理論物理學弦理論中指壹些僅帶有北極或南極單壹磁極的磁性物質,它們的磁感線分布類似於點電荷的電場線分布。這種物質的存在性在科學界時有紛爭,截至2008年尚未發現這種物體。可以說是21世紀物理學界重要的研究主題之壹。英國物理學家保羅·狄拉克早在1931年利用數學公式預言了磁單極子的存在。當時他認為既然帶有基本電荷的電子在宇宙中存在,那麽理應帶有基本“磁荷”的粒子存在。從而啟發了許多物理學家開始了他們尋找磁單極子的工作。通過種種方式尋找磁單極子包括使用粒子加速器人工制造磁單極子均無收獲。1975年,美國的科學家利用高空氣球來探測地球大氣層外的宇宙輻射時偶爾發現了壹條軌跡,當時科學家們分析認為這條軌跡便是磁單極子所留下的軌跡。1982年2月14日,在美國斯坦福大學物理系做研究的布拉斯·卡布雷拉宣稱他利用超導線圈發現了磁單極子,然而事後他在重復他先前的實驗時卻未得到先前探測到的磁單極子,最終未能證實磁單極子的存在。內森·塞伯格和愛德華·威滕兩位美國物理學家於1994年首次證明出磁單極子存在理論上的可能性。如果我們將帶有磁性的金屬棒截斷為二,新得到的兩根磁棒則會“自動地”產生新的磁場,重新編排磁場的北極、南極,原先的北極南極兩極在截斷磁棒後會轉換成四極各磁棒壹南壹北。如果繼續截下去,磁場也同時會繼續改變磁場的分布,每段磁棒總是會有相應的南北兩極。不少科學家因此認為磁極在宇宙中總是南北兩極互補分離,成對的出現,對磁單極子的存在質疑。也有理論認為,磁單極子不是以基本粒子的形式存在,而是以自旋冰(spin ice)等奇異的凝聚態物質系統中的出射粒子的形式存在。