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第659章 电与磁!对称和破缺之美!磁单极子

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)