¿Cuál es la masa y el tamaño de un dipolo magnético?

Un dipolo magnético no es una cosa específica. Más bien, representa una propiedad de un objeto. Es como preguntar: “¿Cuál es la masa y el tamaño de un objeto rojo”?

Un electrón es un dipolo magnético, y es bastante pequeño. La Tierra también es un dipolo magnético, y es un poco más grande.

Los físicos están interesados ​​en los dipolos magnéticos porque un dipolo magnético exhibe el tipo de campo magnético “más simple” que podemos observar. Imagine un imán de barra común, con un polo norte en un extremo y un polo sur igual y opuesto en el otro. Este es un dipolo magnético. El momento dipolar , que es una medida de la fuerza del campo magnético generado por este dipolo magnético, viene dado por la magnitud de la “carga” magnética de cada polo, multiplicada por la distancia entre ellos. Si dos imanes tienen el mismo momento dipolar, incluso si tienen formas o tamaños diferentes, entonces los campos magnéticos que producen son los mismos.

También podemos tener campos de orden superior. El siguiente más alto es el cuadrupolo , que puede visualizar como dos imanes de barra uno al lado del otro, uno de ellos con el polo norte hacia arriba y el otro hacia abajo. No importa cuán complicado sea el campo magnético de un objeto del mundo real, podemos describir el campo como la suma de los campos dipolo, cuadrupolo, octopolo, etc. Hacer esto facilita ciertos tipos de análisis matemáticos.

Los campos eléctricos se comportan de la misma manera, excepto que usamos carga eléctrica en lugar de polos magnéticos. Entonces podemos tener dipolos eléctricos, cuadrupolos, etc. Con campos eléctricos, también tenemos una configuración aún más simple, el monopolo . Esta es solo una sola carga eléctrica, por sí sola. Podemos imaginar tener lo mismo con los imanes: un polo norte o sur aislado. Sin embargo, nunca hemos observado un monopolo magnético, y la mayoría de los físicos piensan que probablemente no existan.

Un electrón es un dipolo magnético. Tiene la masa de un electrón, pero no se sabe si tiene un tamaño.

Los Quarks también son dipolos magnéticos. Hay seis tipos (sin contar sus antipartículas), cada uno con una masa diferente, pero todos son mucho más masivos que un electrón. Tampoco se sabe si un quark tiene un tamaño.

Este enlace incluye una tabla de partículas elementales y sus propiedades, incluidas sus masas. Aquellos con carga distinta de cero y giro distinto de cero (y sus antipartículas) son los dipolos magnéticos. Por supuesto, un dipolo también puede ser una partícula compuesta (como un neutrón o un protón), un átomo, una molécula o incluso un gran objeto magnetizado.

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