狄拉克在笔下写道:
“在量子场论的框架下,磁单极子与磁力线的封闭性可以共存。”
“前提是磁荷必须满足某种量子化条件。”
这句话要是传出去,绝对会震撼物理学界。
一个点电荷的电力线,是朝着四面八方笔直地发射,不会形成闭合情况。
同理,很自然联想到,磁单极子发出的磁力线也应该是这种情况。
但是量子电动力学中,又表明磁力线必须是封闭的。
狄拉克如果想引入磁单极子,就会产生一个矛盾。
他必须解决如何让磁单极子产生封闭的磁力线。
这看起来似乎是不可能完成的事情。
然而,谁让他是狄拉克呢。
“我可以假想存在一根弦。”
“每个磁北极和磁南极都通过这根弦连接。”
“这个弦是一个理想的无截面螺线管,能够引导磁力线从南极流向北极。”
“从而维持了磁力线的封闭性。”
“如果是这样的话”
狄拉克开始发挥他超凡的数学天赋。
他在量子电动力学的基础上,证明了磁单极子存在的可能性。
而且通过计算,他发现两个磁单极子之间的相互作用力,是两个电子之间库伦力的4700倍。
这说明磁单极子之间的力非常强大。
此外,最重要的是,有了磁单极子的存在,他就可以从理论上推导出电荷必然是量子化的。
从而解释为什么所有带电粒子的电荷都是电子的整数倍。
甚至这个现象,又反过来证明了磁单极子存在的可能性。
这一刻,饶是以狄拉克的孤僻,也忍不住兴奋起来。
他知道,自己这个成果必将震撼物理学界。
而且他还是第一位完善量子电动力学的人。
在最后,狄拉克又写道:
“磁单极子的存在,将会重新改写麦克斯韦方程组。”
“电和磁是绝对对称的两种现象!”
——
1926年8月20日。
《自然期刊发表了狄拉克的论文。
文章一出,学界轰动!
磁单极子的概念简直冲击了所有物理学家的三观。
“上帝啊!”
“竟然有人从理论上证明了磁单极子的存在?”
“那种匪夷所思的东西真的会存在吗?”
“.”
一时间,大佬们纷纷展开研究。
海森堡、泡利等人第一时间看到了论文,震撼的无以复加。
他们作为当前最牛逼的理论物理学家之一,还在深刻学习量子场论的思想呢。
然而,狄拉克,那个沉默寡言的家伙,甚至已经开始运用量子场论解决问题,并提出如此惊世骇俗的猜想了。
海森堡羡慕道:
“狄拉克是在现场听讲的。”
“他一定是听到了什么我们不知道的细节。”
“可恶啊!我要是当时也在现场该多好。”
然而,他哪里知道,狄拉克并没有借助任何人的帮助,全凭自己的实力。
泡利也忍不住说道:
“如果磁单极子真的存在,整个电磁学都会被推倒重来。”
泡利虽然高傲嘴碎,但总能客观评价别人的成就。
玻尔在研究所看到狄拉克的论文后,微微一笑。
“他果然成功了。”
“磁单极子猜想,绝对是最顶级的物理猜想。”
当李奇维在婆罗洲看到狄拉克的论文后,微微一笑。
他立刻公开发文表示:
“磁单极子猜想是基础物理层面的未解之谜。”
“它的影响必定重要而深远。”
“根据宇宙大爆炸理论,电和磁或许在高能状态下本就是对称的。”
“但是因为某种原因,这种对称性破缺了,所以造成了磁单极子消失。”
“但是它的存在,对量子场论至关重要。”
消息一出,又一次震撼了物理学界。
众人无不感慨:
“布鲁斯教授是真牛逼。”
“宇宙大爆炸理论包含一切!”
“现在连磁单极子都能解释。”
“恐怖如斯!”
真实历史上,磁单极子被狄拉克提出以后,立刻引起了轰动。
无数物理学家都在寻找它的踪迹。
其中最著名的实验,是20世纪70年代的卡布雷拉做的磁单极子探测器实验。
他用一根长的金属丝,绕了8个线圈。
如此就可以测量通过线圈的磁通量。
而且单极子和偶极子通过线圈的磁通量很容易区别。
一开始,卡布雷拉只能检测到双信号,这表示通过的都是磁偶极子。
一连几个月,他都没有看到磁单极子,于是心灰意冷。
然而,就在他快要放弃时,他突然在电脑上看见了8个磁单极子的信号。
卡布雷拉惊喜万分。
他立刻把自己的成果以论文的形式发表,顿时轰动了整个学界。
很多人都开始重复他的实验。
然而,令人失望的是,再也没有任何人看到磁单极子的痕迹。
于是,大家都认为是卡布雷拉的实验出现了什么故障,使其误以为发现了磁单极子。
更有人玩笑道:
“宇宙中唯一一个磁单极子恰好通过了卡布雷拉的探测器。”
后来,随着大型强子对撞机的出现,物理学家企图通过撞击人造出磁单极子。
直到后世,也没有取得突破。
但是,电与磁的完美对称想法,一直吸引着物理学家不断地追求。
然而,就在众人为磁单极子的猜想而震撼时。
爱因斯坦却发表了一个更加惊世骇俗的猜想。
“宇宙中根本没有磁,磁场只是电场运动时的相对论效应引起的表象。”
“在产生磁场的电流中,正负电荷的运动状态并不相同。”
“在带电粒子所在参考系中,电荷分布由于相对论效应,发生了变化。”
“从而导致粒子受到力的作用,运动状态发生改变,这就是磁力。”
他的文章让所有人震惊的目瞪口呆。
“上帝啊!”
“爱因斯坦教授太疯狂了!”
“这个想法比磁单极子还要震撼。”
按照爱因斯坦的观点,磁场只是电场运动相对论效应。
所以,也就不存在什么磁单极子了,甚至磁场b都是多余的。
众多理论物理大佬纷纷加入讨论之中。
爱因斯坦的猜想非常有研究价值。
是量子力学和狭义相对论结合的又一典范。
李奇维刚刚提出量子场论不久,就激发了所有人的灵感。
这就是他想看到的景象。
理论物理再一次引领物理学的未来。
与此同时,实验物理也取得了重大突破。
(本章完)