2.2.1. Электромагнитные микровихроны
Из открытой литературы со времён Д. К. Максвелла известно, что «магнитный монополь можно представить, как отдельно взятый полюс длинного и тонкого постоянного магнита. Однако у обычного магнита всегда два полюса, то есть он является диполем. Если разрезать магнит на две части, то у каждой его части по-прежнему будет два полюса. Все известные элементарные частицы, обладающие электромагнитным полем, являются магнитными диполями. Сформулированные Д. К. Максвеллом уравнения классической электродинамики связывают электрическое и магнитное поле с движением заряженных частиц. Эти уравнения почти симметричны относительно электричества и магнетизма. Они могут быть сделаны полностью симметричными, если в дополнение к электрическому заряду и току ввести некий магнитный заряд и магнитный ток. Об этом Максвелл указывал ещё в 1873 г. Таким образом можно создать систему уравнений Максвелла с учетом существования магнитных зарядов.
Существующие классические уравнения отражают тот факт, что обычно магнитные заряды не наблюдаются. Если магнитные заряды существуют, то существование магнитных токов приведёт к поправкам уравнений Максвелла, которые можно наблюдать на макроскопических масштабах.
После Максвелла (1873 г.), сначала П. Кюри (1894 г.), А. Пуанкаре (1896 г.), а затем и П. Дирак (1931 г.) создали квантовую теорию взаимодействия электрического заряда с магнитным зарядом, которая применима при условии знаменитого дираковского квантования. Из него следует, что магнитный заряд частицы должен быть кратен элементарному магнитному заряду.
В 1974 г. Поляков и Т. Хоофт теоретически определили значение искомой массы магнитного монополя величиной в М 10>16 Гэв.
В настоящее время магнитный монополь стал обязательным приложениемвсех объединительных теорий. Абелев монополь не имеет строгих ограничений на массу. Вместе с тем,неабелев монополь может иметь массу доступную LHC.
>– 2000 -2004 гг. – эксперименты, поставленные группой из Oklahoma University, TEVATRON, p¯p-столкновения.
(Al) |n|=1, M> 285 ГэВ; |n|=2, M> 355 ГэВ
(Be) |n|=3, M> 325 ГэВ; |n|=6, M> 420 ГэВ
– 2005 г. – прямые поиски магнитных монополей (группа CDF Run2), механизм Дрелла-Яна.
M> 360 ГэВ, s=1/2
– 2005 г. – прямые поиски на ускорителе HERA, e + p – столкновения, масса монополя M> 140 ГэВ.
>– 2005 г. – группа в составе Ю. Курочкин, И. Сацункевич, Д. Шёлковый, С. Януш определили пределы массы современного статуса магнитныхмонополей и перспективы их поискана установке ATLAS, путём образования пары монополь – антимонопольдвумя фотонами.
Существование магнитного монополя с определённым зарядом объяснило бы наблюдаемую в природе кратность электрических зарядов частиц заряду электрона. Однако при этом, пришлось бы объяснять, почему в свою очередь магнитные монополи имеют квантованные магнитные заряды.
Законы классической электродинамики допускают существование частиц с одним магнитным полюсом и дают для них определённые уравнения поля и уравнения движения. Эти законы не содержат никаких запретов, в силу которых магнитные монополи не могли бы существовать.
В общем случае, по мнению П. Дирака, магнитный монополь, как результат «динамического взаимодействия» не должен иметь традиционной массы покоя.
«Если магнитные монополи генерируются высокоэнергичными космическими лучами, непрерывно падающими на Землю, то они должны встречаться повсюду на земной поверхности. Их искали, но не нашли. Остаётся открытым вопрос, связано ли это с тем, что магнитные монополи очень редко рождаются, или же они вовсе не существуют».