¿Cuál es la prueba concluyente de la (in) existencia de un monopolo magnético?

No hay pruebas concluyentes de ninguna manera.

La prueba concluyente de la existencia podría ser algo como:

  • La producción de una nueva partícula en el LHC con certeza de cinco sigma, confirmó que tiene propiedades de acuerdo con una teoría que predice su existencia.
  • Un método reproducible de preparación de un campo B con divergencia no nula.
  • Éxito precisamente reproducible de experimentos de detección convencionales como el realizado por Cabrera, de múltiples tipos diferentes [1]

La prueba concluyente de la inexistencia es más complicada. ¿Cómo habríamos sabido si no hubiera un bosón de Higgs? La respuesta es que el bosón de Higgs juega un papel teórico particular, y hace décadas ya se sabía que no podría desempeñar ese papel si fuera más pesado que 1000 GeV. A lo largo de los años, a medida que se recogía cada vez más evidencia a través de experimentos de alta energía, el rango de masas permitidas consistentes con la teoría se redujo. Unos meses antes de que el Higgs se identificara positivamente en el LHC, se había recopilado suficiente evidencia para demostrar que el Higgs no podía ser más pesado que 140 GeV. Y si su colisionador es lo suficientemente poderoso como para poder producir 140 partículas GeV, y aún no encuentra el Higgs, entonces la teoría debe estar equivocada. Así es como lo hubiéramos sabido.

Pero cuando se trata de monopolos magnéticos, las cosas son más complicadas, porque hay varias teorías diferentes que predicen su existencia, por lo que no sabemos exactamente qué papel se supone que juegan en la física de partículas y no podemos predecir con precisión sus propiedades. Entonces, en el futuro inmediato, podemos seguir construyendo aceleradores de partículas cada vez más potentes, y si todavía no encontramos monopolos, podría ser porque todavía no son lo suficientemente potentes, y podría haber teorías que predicen su existencia a energías aún más altas. Wikipedia me dice que probablemente no pueden ser más pesados ​​que 10 ^ 17 GeV, porque si lo fueran, entonces la densidad de energía del universo sería demasiado alta, y ya se habría derrumbado. Sin embargo, 10 ^ 17 GeV está mucho más allá de cualquier energía que podamos alcanzar plausiblemente durante este siglo, por lo que puede pasar mucho tiempo antes de que los monopolos puedan descartarse de manera concluyente.

[1] Por supuesto, esos experimentos no han funcionado hasta ahora, por lo que no comenzarán a funcionar repentinamente, pero si, por ejemplo, descubrimos algún material hasta ahora desconocido en un meteorito o algo así, y lo colocamos cerca de uno de estos aparatos y de repente comenzó a registrar monopolos, nos veríamos obligados a considerar la posibilidad de que el material emitiera monopolos magnéticos. Tendrían que realizarse varios tipos diferentes de experimentos, por lo que sabríamos que realmente se debió a monopolos y no a algunos efectos interferentes, ya que es poco probable que la misma interferencia produzca las mismas señales aparentes en múltiples tipos diferentes de experimentos.

Es exactamente como demostramos la existencia de cargas eléctricas. Hay dos formas, según las ecuaciones de Maxwell:

Existencia de cargas eléctricas aisladas.

Existencia de corrientes eléctricas.

El primero se puede confirmar observando la divergencia del campo eléctrico distinto de cero, de acuerdo con la ley de Gauss [matemáticas] \ triangledown \ cdot \ vec {E} = \ frac {\ rho} {\ varepsilon _ {0}} [/ matemáticas] . Mientras que el segundo puede confirmarse observando la rotación del campo magnético distinto de cero, de acuerdo con la ley de Ampère [matemáticas] \ triangledown \ times \ vec {B} = \ mu _ {0} \ vec {J} + \ mu _ {0} \ varepsilon _ {0} \ frac {\ partial \ vec {E}} {\ partial t} [/ math]. Algunos pueden argumentar que, además de las corrientes eléctricas, el campo eléctrico variable también puede generar un campo magnético. Sin embargo, estos medios solo pueden funcionar temporalmente, porque si queremos mantener un campo magnético constante, la fuerza del campo eléctrico eventualmente aumentará a ridículamente alta. Por lo tanto , las corrientes eléctricas generan exclusivamente un campo magnético constante y de larga duración .

Aunque ambas evidencias pueden respaldar la existencia de cargas eléctricas, no son equivalentes. Esto se debe a que la existencia de cargas eléctricas aisladas conduce automáticamente a la existencia de corrientes eléctricas, pero lo contrario no es cierto. Por ejemplo, no hay cargas eléctricas en el interior de los conductores metálicos, pero aún pueden existir corrientes eléctricas. Por lo tanto, solo las cargas eléctricas identificadas por los primeros medios se consideran ” auténticas “.

Ese es exactamente el caso del reciente descubrimiento de monopolos magnéticos. Creación y medición de corrientes monopolares magnéticas de larga duración en hielo en rotación. Los investigadores observaron electromotrices constantes y de larga duración , que solo pueden explicarse por la existencia de corrientes magnéticas . Sin embargo, NO se observaron cargas magnéticas aisladas , por lo que no se violó la ley de Gauss [matemáticas] \ triangledown \ cdot \ vec {B} = 0 [/ matemáticas]. Eso significa que lo que los investigadores encontraron no es un monopolar magnético auténtico, sino emergente.

Los dos medios para confirmar la existencia de cargas eléctricas o magnéticas.

La mayoría de los físicos, como yo, cree en la existencia de monopolos magnéticos ” – dice Leonard Susskind en esta conferencia, y continúa discutiendo los monopolos magnéticos en términos de la estructura fina constante y dualidad (vale la pena ver):

Un monopolo magnético se sintetizó en un laboratorio a principios de este año, lo que demuestra la posibilidad de su existencia, a pesar de que aún no se ha observado en la naturaleza.

Los físicos crean un monopolo magnético sintético predicho hace más de 80 años

Un monopolo magnético es una partícula elemental hipotética . No hay prueba de su existencia o de otra manera.

Mi opinión totalmente desinformada es que es probable que no existan, pero no tengo ni idea de “Gran unificación” o “Teorías de las supercuerdas”, ¿qué sé yo?

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