Magnetische Monopole im Spineis- und Dirac-String-Vergleich

  1. In Spin-Eis-Systemen sind magnetische Monopol-ähnliche Anregungen Quellen oder Senken H , nicht der B Feld, warum ist das so? Liegt es daran, dass die Saiten ein magnetisches Moment tragen? M und nicht Solenoid B abgelegt wie der Dirac-String.

  2. Wie unterscheidet es sich von der Dirac-Konstruktion des magnetischen Monopols?

  3. Im Dirac-Fall haben wir immer noch einen eingehenden Fluss vom Solenoid und einen ausgehenden vom Monopol, der für jede Kugel am Ende zu 0 führt. Wie geht er damit um (warum ist es gerechtfertigt, die Singularität nicht zu zählen) und warum ist das für den Spin-Eis-Fall nicht möglich?

Nur ein schönes Bild , um die Bildung von Monopolen durch Spin-Flip zu erklären, mit Kommentaren "Die Entstehung magnetischer Monopole: Wenn zwei der Spins in das Tetraeder hinein und zwei aus ihm heraus zeigen (oben links), heben sich ihre magnetischen Ladungen auf (unten links) . Wenn ein Spin kippt, bilden sich zwei Monopole (oben und unten rechts)." Auszug aus diesem Papier
@dj_mummy: Ja, ich stimme zu. Das ist es, was das Bild stark suggeriert. Jeder Spin (obere Bilder) könnte als ein Paar Pseudo-Monopole angesehen werden (untere Bilder). In Standardsituationen (2 Spinzeiger in den Tetraeder, 2 Spinzeiger nach außen) (linke Bilder) gibt es keinen Nettoergebnis-Pseudomonopol im Zentrum der Tetraeder. Wenn man aber umdreht (rechte Bilder), dann erscheint ein Pseudo-Monopol + an einem Tetraederzentrum und einem anderen Pseudomonopol im Zentrum des nächsten Tetraeders.

Antworten (1)

Ein magnetischer Monopol für B (nicht H) ist die Situation, die von Dirac, 't Hooft und vielen anderen Teilchenphysikern diskutiert wird, und das ist die Situation, die aus verschiedenen fundamentalen physikalischen Gründen interessant wäre.

Über 75 Jahre lang verwendeten Physiker den Begriff „magnetische Monopole“, um sich auf eine ganz bestimmte Sache zu beziehen: Magnetische Monopole für B. Die Menschen hatten sie theoretisch analysiert und experimentell danach gesucht. Ganze Bücher wurden über sie geschrieben.

Dann, in den 2000er Jahren, entdeckten bestimmte Wissenschaftler Phänomene im Spin-Eis und anderen Systemen, die überhaupt nichts damit zu tun hatten , aber sie trafen trotzdem die Entscheidung, diese Dinge "magnetische Monopole" zu nennen. Halten Sie inne, um darüber nachzudenken. Über 75 Jahre lang war „magnetische Monopole“ ein Begriff mit einer spezifischen technischen Bedeutung in der Physik, über den sich alle einig waren … aber dann verwendeten diese Wissenschaftler denselben Begriff, um ein völlig unabhängiges Phänomen zu beschreiben. Warum sollten sie das tun?? Ähm, nun, vermutlich wollten sie leichtgläubige Wissenschaftsjournalisten und die breite Öffentlichkeit glauben machen, dass sie die lang erwartete Entdeckung "echter" magnetischer Monopole (für B) gemacht haben. Das Spin-Eis und andere Experimente waren zu Recht interessante und aufregende Arbeiten der Physik der kondensierten Materie,viel spannender, wenn es auf diese äußerst irreführende Weise beschrieben wird! [Ich kenne ihren tatsächlichen Denkprozess nicht, ich spekuliere.]

Nun, wenn sie versuchten, Menschen in die Irre zu führen, waren sie erfolgreich! In vielen populärwissenschaftlichen Artikeln in den Wochen und Monaten nach dieser Arbeit verwechselten Journalisten die (sogenannten) Spin-Eis-Monopole mit den (wahren) magnetischen Monopolen. In dem Wikipedia-Artikel, den ich damals beobachtete, änderten wohlmeinende Leser den Artikel immer wieder dahingehend, dass der Dirac-Monopol nun entdeckt sei.

Um es klar zu sagen: Elektronen sind keine (echten) magnetischen Monopole, dh sie sind keine Quellen oder Senken für B. Dasselbe gilt für Protonen und Neutronen und alle bekannten Teilchen. Wenn Sie also Elektronen und Protonen und Neutronen in einer beliebigen möglichen Konfiguration zusammenstellen, ist es, egal wie viele es sind oder wie die Konfiguration aussieht, mathematisch unmöglich, eine Quelle oder Senke von B zu schaffen. Daher wird ein "echter" magnetischer Monopol niemals jemals mit Zauberei der Physik der kondensierten Materie erschaffen werden.

Es scheint mir, dass der richtige Ausgangspunkt darin besteht, zu sagen, dass der Dirac-Monopol und der Spin-Eis-„Monopol“ zwei völlig voneinander unabhängige Phänomene in verschiedenen Zweigen der Physik sind. Sie wurden nur durch falsche Werbung verwechselt. Wenn Sie eine Frage zu Diracs Erörterung magnetischer Monopole haben, sollten Sie diese als separate Stapelaustauschfrage stellen, und ebenso sollten Sie eine Frage zu Spin-Eis-Monopolen als separate Frage stellen. Ich versuche mal schnell zusammenzufassen:

Der "Dirac-String" ist keine reale Sache, sondern lediglich eine mathematische Konstruktion. Wir erwarten und fordern, dass die Saite unbeobachtbar ist, denn in Wirklichkeit gibt es keine Saite. Andererseits hat ein Spin-Eis-„Monopol“ eine tatsächliche „Schnur“ – eine Kette von umgedrehten Spins –, die ein beobachtbares physisches Objekt ist.

Um die Ladungsquantisierung von einem Dirac-Monopol zu beweisen, beginnen Sie mit der Annahme, dass der Dirac-String nicht beobachtbar ist (in einem mathematischen Ansatz). Wenn die Saite eine reale physische Saite ist, die beobachtet werden kann, funktioniert das Argument nicht – also muss die Ladung nicht quantisiert werden.

Nun, ich würde es nicht "genial" nennen, weil es irgendwie natürlich und vertretbar ist. Wenn der Begriff "magnetischer Monopol" nicht bereits verwendet worden wäre, wäre dies ein naheliegender und angemessener Ausdruck gewesen. Aber der Termin war schon vergeben! Es ist vergleichbar damit, wenn Sie ein ungewöhnlich wärmeleitendes Material gefunden und es "Supraleitfähigkeit" genannt haben. Oder wenn Sie ein seltsames neues Phänomen im Zusammenhang mit Elektronenspins in Eisenheterostrukturen gefunden und es "Ferromagnetismus" genannt haben. Oder wenn Sie ein Unternehmen gründen, das Mikrowellensoftware schreibt, und es "Microsoft" nennen.
Ich könnte nicht mehr zustimmen. Ich arbeite seit Jahren im Bereich frustrierter Spinsysteme und finde die Verwendung von "Monopol" und insbesondere "Dirac-String" völlig verrückt. Heutzutage verwenden diese Wissenschaftler sogar "Anti-Monopol"-Nüsse. Dies sind magnetische Nord- und Südpole, die durch den entsprechenden Flussschluss verbunden sind. Leider müssen Sie, sobald dieser Unsinn etabliert ist, diese Pseudowissenschaft verwenden, um Ihre Projekte zu finanzieren. Niemand gibt Ihnen Geld für frustrierte Spin-Systeme, aber ein Higgs-Mechanismus in Spin-Eis mit magnetischen Monopolen und Dirac-Strings ... das ist ein anderes Tier.