Was können magnetische Monopole, was elektrisch geladene Teilchen nicht können?

Vor vielen Jahren betrachtete ich die Situation eines echten Monopols, der sich ständig durch die Mitte einer vollständig supraleitenden Schleife zieht. Wir haben also zwei ineinandergreifende römische Ringe – einer ein elektrischer Ladekreis, der andere ein magnetischer Ladekreis. Je nach relativer Umlaufrichtung gewinnt entweder der Monopol Energie auf Kosten des Suprastroms oder umgekehrt. Nun, eigentlich ist es vielleicht nicht so einfach.

Die Supraleitung ist eng mit dem üblichen Vektorpotential A verbunden, und ein Suprastrom ändert sich nur als Reaktion auf eine Änderung eines extern angelegten A. Um das Linienintegral von Netz A um die Suprastrom-Invariante herum aufrechtzuerhalten. Aber A wird nur durch bewegte elektrische Ladung erzeugt. Die hypothetische „Gegen-EMK“ des zirkulierenden Monopols wäre aufgrund eines E-Felds das Analogon des B-Felds der sich bewegenden elektrischen Ladung. Im Zeitmittel wäre es bei einem konstanten Monopolstrom stabil. Also von grundlegend anderem Charakter als an$E = -dA/dt$aufgrund des zeitlich veränderlichen elektrischen Stroms, den der Suprastrom kennen und respektieren würde. Unabhängig davon, ob der zirkulierende Monopol Energie gewinnt oder verliert, indem er den vom Suprastrom erzeugten Linien von B folgt, wird der Suprastrom selbst gedrungen sein. Es gibt ein ähnliches Dilemma, wenn es um das prognostizierte Netto-Kraft/Drehmoment-Gleichgewicht geht – oder besser: Ungleichgewicht.

Fazit ist, dass man entweder akzeptiert, dass die Energie-Impuls-Erhaltung dramatisch scheitern würde, oder das Szenario als Beweis dafür nimmt, dass ein echtes Monopol nicht existieren kann!

Mein Verdacht ist, dass sich ein Dipolmagnet in dieser magnetisierten Version von Elektrizität, die Sie in Betracht ziehen möchten, tatsächlich wie eine Batterie verhält. Die Potentialdifferenz zwischen den Anschlüssen des Magneten kann verwendet werden, um Energie zu extrahieren, wie zum Beispiel einen Motor anzutreiben. Es wird jedoch bald darauf eine Anhäufung magnetischer Monopole sowohl am nördlichen als auch am südlichen Ende des Magneten folgen, wodurch die magnetische Batterie schließlich unbrauchbar wird. Um es wiederzuverwenden, müssen Sie lediglich die Monopole durch externe Arbeit von den Polen des Magneten trennen.

Beachten Sie auch, dass Sie Ihre magnetischen Monopole nicht von Spin Ice befreien können. Sie werden also gezwungen sein, Drähte aus Spineis zu machen.

Teilweise im Zusammenhang mit Ihrer Frage „ Künstliche magnetische Monopole entdeckt “ aus einem Artikel in ScienceDaily erst Ende letzten Monats. Die Monopole wirken anscheinend genauso wie die Enden eines Dipolmagneten, wie von Dilaton im obigen Kommentar vorgeschlagen wurde. Ein umfassenderer Artikel stammt von der Particle Data Group .

Es wird angenommen, dass magnetische Monopole Träger magnetischer Kraft ähnlich wie Elektronen und elektrische Ladung sind. Wenn Sie diese Teilchen erzeugen und verwenden können, könnten Sie die Anzahl der Möglichkeiten erweitern, wie wir elektromagnetische Wellen manipulieren können. Zwei Ideen, die sofort in den Sinn kommen, sind die Schaffung eines Gleichstromtransformators, der keine Supraleiter benötigt, und die Fähigkeit, auf engstem Raum einige schön große Magnetfelder zu erzeugen.