تبلیغات
وبلاگ هیگز
Background Color
Slider

ذره ی خدا -- بوزون هیـــگز


تك ‌قطبی مغناطیسی، نویدبخش پایان فیزیك؟


موضوعات مرتبط : الکتریسیته و مغناطیس,

"" مطلب شاید کمی قدیمی به نظر برسد،ولی خیلی جالب و مفید است.""

یکی از واقعیت‌های فیزیکی ‌این است که هر آهنربایی، هر زمانی که ساخته شده،‌ یک قطب شمال و یک قطب جنوب داشته است. هر وقت پژوهشگران تلاش می‌کردند این دو قطب را از هم جدا کنند، هر تکه خودش به آهنربای تازه‌ای تبدیل می‌شد که دارای هر دو قطب شمال و جنوب بود. اما مدت‌ها است که فیزیک‌دانان در جستجوی دلیل این امر هستند و چندین دهه در تلاش برای رسیدن به آهنربایی هستند که تنها یک قطب داشته باشد، موجودی که تک‌قطبی مغناطیسی نام گرفته است.


 - تاكنون هروقت آهنرباها را به قطعات ریزتر تقسیم می‌كردند، همیشه آهنربایی با دو قطب باقی می‌ماند. اما بالاخره ماده‌ای پیدا شده كه خاصیت‌های تك‌قطبی را نشان می‌دهد. آیا فیزیك دوباره به انتهای خود رسیده است؟


جاناتان موریس، از پژوهشگران مركز مواد و انرژی هلمهولتز در برلین می‌گوید:‌ « مردم مدت‌ها تك‌قطبی‌ها را در پرتوهای كیهانی و ذرات شتاب‌دار جستجو می‌كردند، حتی در سنگ‌های ماه».

موریس و سایرین موفق شده‌اند در بلور‌های كوچكی به اندازه سوراخ گوش، قوی‌ترین نشانه‌ای را كه تاكنون برای مغناطیس تك‌قطبی دیده شده بیابند. به نظر می‌رسد كه وقتی این بلور‌ها تا نزدیكی صفر مطلق سرد می‌شوند، پر از تك نقاط كوچك شمالی و جنوبی می‌شوند. این نقاط كم‌تر از یك نانومتر فاصله دارند و نمی‌توان آن‌ها را مستقیما سنجید. با این وجود، موریس و سایر فیزیكدانان معتقدند به آن چه در جستجویش بودند، رسیده‌اند. آن‌ها این مورد را در دو مقاله در نشریه ساینس منتشر كرده‌اند.


این بلور‌ها از موادی ساخته شده‌اند كه به یخ فشرده معروف است،‌ چون اتم‌هایش به صورتی مشابه با اتم‌های یخ چیده شده‌اند. اتم‌های این ماده به صورت خاصی روی چهار راس هرم قرار گرفته‌اند. هر اتم مانند یك تكه مغناطیس كوچك عمل می‌كند و وقتی بلور تا دمای نزدیك به صفر مطلق سرد می‌شود،‌ اتم‌های مغناطیسی به صف در می‌آیند. گاهی سه راس از چهار راس هرم با هم در یك ردیف قرار می‌گیرند و منطقه‌ای با مغناطیس شمالی یا جنوبی به وجود می‌آورند كه از مركز هرم تقویت می‌شود. این تقویت به هیچ جرم فیزیكی وابسته نیست، اما دقیقا به همان نحوی عمل می‌كند كه انتظار می‌رود یك تك‌قطبی عمل نماید.

مدرك بی‌چون و چرا؟

كار نظری نشان داده است كه تك‌قطبی ها احتمالا وجود دارند و احتمالا به طور غیرمستقیم مورد سنجش قرار گرفته‌اند. اما مقاله‌هایی كه این بار در نشریه ساینس به چاپ رسیدند، بیانگر اولین آزمایش‌های مستقیم برای ثبت تاثیر تك‌قطبی‌ها بر یخ فشرده هستند. پژوهشگران از نوترون‌ها برای یافتن اتم‌هایی كه در بلور در زنجیره‌های بلند ردیف شده‌اند، استفاده كرده‌اند. این زنجیره‌ها كه رشته دیراك نامیده می‌شوند، تك‌قطب‌های شمالی و جنوبی را به هم متصل می‌كنند و مانند وجود تك‌قطبی‌ها، در دهه 1930 / 1310 توسط نظریه‌پرداز انگلیسی و برنده جایزه نوبل فیزیك، پل دیراك،‌ پیش‌بینی شده بودند. سنجش دما كه در یكی از این مقالات آمده، بحث تك‌قطبی‌ها را تایید می‌كند.

دو مقاله دیگر كه قرار است در آرایكس‌ایو به چاپ برسند، به این شواهد می‌افزایند. اولی حاوی مشاهدات بیشتری است و در دومی، برای رساندن نیروی مغناطیسی هر تك‌قطبی به 4.6x10-13 ژول بر تسلامتر، ‌از فناوری‌های تازه‌ای استفاده شده است. استیو برام‌ول، دانشمند مواد در دانشگاه لندن و از نویسندگان این مقالات، معتقد است جمع شدن همه این شواهد با هم برای مغناطیس‌های تك‌قطبی فوق‌العاده است.

پیتر شیفر، از پژوهشگران دانشگاه ایالت پنسیلوانیا، در این باره می‌گوید: « این نوع اندازه‌گیری‌ها باعث می‌شود كه تك‌قطبی‌ها قابل‌توجه‌تر شوند،‌ حداقل در ذهن من این طور است. حتی اگر قرار باشد در جای دیگری مستقیما زیر سوال بروند». مثل هر ذره باردار دیگری، تك‌قطبی‌ها هم جذب مخالف خود می‌شوند و قطب‌های شمالی و جنوبی با فاصله‌ای كم‌تر از یك نانومتر گرد هم می‌آیند. این مسئله باعث می‌شود تفكیك و تشخیص آن‌ها به طور مجزا دشوار باشد. اما،‌ چنان كه شیفر می‌گوید:‌ « من خیلی تردید دارم كه بگویم غیرممكن است».

برام‌ول اما معتقد است حتی بدون این كه یكی از آن‌هارا دیده باشد،‌ مطمئن است كه تك‌قطبی‌ها آن‌جا وجود دارند. وی می‌گوید:‌ « فكر نمی‌كنم بعد از این همه مقاله دیگر برای كسی جای چنین سوالی مانده باشد.»

برچسپ ها