احادية القطب ....

طالب هام · #1 15-03-2006, 14:27

إن كل المغانط ذات قطبين شمالي وجنوبي معا ولا يمكن فصلهما عمليا أبدا على الأقل حتى ألان وذلك لأن منبع المغنطيسية يعزى في كل الأحوال إلى حركة الشحنات الكهربية كالتيار الكهربائي وحركة الكترونات في الذرة فجريان التيار في سلك حلقي يولد قطبا شماليا في أحد جانبي الحلقة وقطباً جنوبياً في الجانب الآخر .ولكن من المنطقي أن تظهر الشحنة المغناطيسية على شكل قطب معزول شمالي أو جنوبي أو ما يسمى قطبا مغنطيسيا وحيدا , ورغم افتقاد البرهان التجريبي على وجود جسيمات ذات قطب مغنطيسي واحد , فقد درس ديراك كيف يمكن إدخالها في الفيزياء الكمومية .وكان أن أعلن في نشرة مشهورة ظهرت في عام 1930 , أن وحيدات القطب المغناطيسي , أن وجدت تحمل شحنة مغناطيسية ,m, تربطها بالشحنة الكهربائيه الطبيعية , e, علاقة بسيطة هي أن حاصل ضرب em يساوي (em = h/2p )...

أو أمثالا صحيحة من هذة الثابتة . وهذة النتيجة الغريبة تعني , أن من جملة ما تعنيه, أن وجود وحيد قطب مغنطيسي واحد في العالم يجعل قيمة e ثابتة في كل مكان مما يفسر لماذا كانت أية شحنة كهر بائية أمثالا صحيحة من هذة الوحدة الأساسية...

لكن أعمال ديراك لا تقدم وسيلة لمعرفة الخواص الأخرى التي يجب أن يمتلكها وحيد القطب المغنطيسي المفترض , ككتلة مثلاً الأمر الذي دعا الفيزيائيين طوال السنوات إلى التفكير بأن وحيد القطب المغنطيسي أحد الجسيمات التي تبيحها قوانين الطبيعة ولكن الطبيعة اختارت أن لا تستخدمه . وهذه الفكرة تغير منطلق نظريات التوحيد الكبرى ذلك أن هذه النظريات لا تنطوي فقط على وحيدات القطب المغناطيسي بل تحتاج إليها فعلاً زد على ذلك أن النظرية تقدم تفاصيل هامة أخرى حول خصائصها المحتملة.

إن الكتلة المتوقعة لوحيد قطب تضاهي كتلة جسيمات X أي قرابة10 ^15 كتلة بروتينية , وهي قيمة ضخمة (كتلة جرثومية) لدرجة أنها تفسر عدم نشوء وحيدات قطب في تجارب التصادم بين الجسيمات لكن ربما توفر الطاقة اللازمة لذلك في أثناء الطور البدائي من خلق العالم مما دعا بعض الفيزيائيين إلى البحث عن وحيدات القطب "المستحثة" التي خلفها الانفجار العظيم.

إذا كان لوحيدات القطب وجود في هذا الكون وكانت ترد على الأرض من جملة الأشعة الكونية يكون من شأنها أن تحدث آثاراً متميزة فوحيد القطب الذي يضرب مثلاً نواة ذرية قادر على تفكيك البروتون . ويمكن أن يكون لهذه الجسيمات بصمة كهرطيسية متميزة أيضا إذ لو كان حيال تيار كهربائي يسري من سلك دائري مصنوع من مادة فائقة الناقـليةsuperconducting ... فإن تدفق الحقل المغناطيسي عبر سطح هذه الدائرة فإن التدفق من أمثال صحيحة من h/2Pi . وإذا مر وحيد قطب مغناطيسي عبر سطح هذه الدائرة فإن التدفق لابد أن يقفز بفعل التحريض الكهرطيسي أمثلا صحيحة من هذه الوحدات . وعلى هذا الأساس يكفي المجرب أن يحتفظ بالدائرة في حالة ناقلية فائقة وأن يأمل بمرور وحيد قطب عبر سطحها .