¿Qué es un monopolo magnético?

Asumiré que conoces el electromagnetismo básico y comenzaré con el campo eléctrico, la fuerza eléctrica y la carga eléctrica.

En primer lugar, podemos determinar el campo eléctrico (magnitud y dirección) en un punto colocando una partícula de prueba de carga q en reposo y medir la aceleración y, por lo tanto, la fuerza eléctrica dada a la partícula por el campo eléctrico. Estas tres cantidades están relacionadas entre sí a través de la siguiente ecuación:

[matemática] E = \ frac {F_E} {q} [/ matemática] donde E es el campo eléctrico como vector, y F_E es la fuerza eléctrica como vector yq es la carga.

Una forma de “definir” un monopolo magnético es de esta manera. Un monopolo magnético, en cierto modo, es una carga magnética que experimenta un campo magnético y actúa sobre ese campo magnético al experimentar una aceleración.

En otras palabras, podemos determinar el campo eléctrico (magnitud y dirección) en un punto poniendo una partícula de prueba de carga magnética, por ejemplo, i (para imaginario) en reposo y medir la aceleración y, por lo tanto, la fuerza eléctrica dada a la partícula por el campo magnético Estas tres cantidades estarían relacionadas entre sí a través de una ecuación como esta:

[matemática] B = \ frac {F_B} {i} [/ matemática] donde B es el campo magnético, y F_B es la fuerza magnética e i es la magnitud del monopolo magnético, sea lo que sea.

Sin embargo, a diferencia de la “definición” anterior que creamos, un campo magnético depende de una carga en movimiento. Haz el experimento otra vez. Digamos que tenemos un campo magnético desconocido. Lo que podemos hacer es poner una carga q a la velocidad v (con la dirección, por supuesto) y medir la fuerza. Mediante este método, podemos determinar el campo magnético B.

El tema de los monopolos magnéticos es realmente interesante. Recomiendo mirar los capítulos 28 y 32 en Fundamentos de Física de Halliday & Resnick si puede obtenerlo en línea o si tiene uno si desea conocer los conceptos básicos al respecto.

Además, incluso si descompone un imán regular (uno que tiene un polo norte y un sur) en las partes más pequeñas en las que podría dividirlo, no puede obtener un monopolo magnético. Por lo que los humanos saben, siempre será un dipolo magnético. Hasta ahora, nadie ha descubierto un monopolo magnético.

Un monopolo magnético es una partícula elemental hipotética en física de partículas que es un imán aislado con un solo polo magnético (un polo norte sin polo sur o viceversa). En términos más técnicos, un monopolo magnético tendría una “carga magnética” neta. El interés moderno en el concepto proviene de las teorías de partículas, en particular las grandes teorías unificadas y súper cuerdas, que predicen su existencia.
El magnetismo en imanes de barras y electroimanes no surge de los monopolos magnéticos, y de hecho no hay evidencia experimental concluyente de que los monopolos magnéticos existan en absoluto en el universo.

Cada imán que se haya encontrado, o creado por una corriente eléctrica, tiene un polo norte y un polo sur. Nadie ha encontrado un imán que sea solo un polo norte o un polo sur. Pero son teóricamente posibles. Incluso pueden existir en la naturaleza en algún lugar o ser capaces de crearse. Eso sería súper sorprendente, ya que tienen propiedades muy inusuales.

Si observa las ecuaciones de Maxwell el tiempo suficiente, encontrará que si hubiera cargas magnéticas, las ecuaciones para el campo eléctrico y los campos magnéticos serían simétricas.

[matemáticas] \ nabla E = \ rho_e [/ matemáticas]
[matemáticas] \ nabla B = \ rho_m [/ matemáticas]
[matemáticas] \ nabla \ veces E = – \ frac {\ partial B} {\ partial t} + J_m [/ math]
[matemáticas] \ nabla \ veces B = \ frac {\ partial E} {\ partial t} + J_e [/ math]

Estas cargas magnéticas se llaman monopolos. Dado que son fundamentalmente diferentes de los dipolos magnéticos que tenemos en la naturaleza. Además, como lo demuestra Dirac, la existencia de un solo monopolo magnético explicaría por qué se cuantifica la carga eléctrica. Entonces, teóricamente, hay mucho placer estético en la teoría de los monopolos magnéticos.

Un monopolo magnatec es un punto imaginario o un grupo de puntos que consiste en un polo aislado, es decir. Norte o sur.

Si las líneas del campo magnético están emergiendo de ellas, se cree que es Norte, si entra, es Sur.

Es comparable con el concepto de líneas de campo eléctrico.

Nota: El monopolo magnético aislado no existe. Solo está en pareja con su polo opuesto. Por lo tanto, no puede existir un imán con solo polo sur o polo norte.

Es muy probable que todos los electrones sean monopolos magnéticos, por ejemplo, en la ciencia de la química, los electrones vienen solo en pares o como electrones no apareados.

Si los electrones fueran dipolos magnéticos, esto sería imposible.

Las ecuaciones de Maxwell necesitan una pequeña reescritura y vida, la vida continuará …

En un sentido básico, un monopolo magnético es un imán con un solo polo. En los imanes que observamos, tenemos 2 polos. Hay un norte y hay un sur. En un monopolo, solo hay un polo. Los monopolos ayudarían a probar muchas teorías en física y serían un descubrimiento sorprendente.