تك *قطبي مغناطيسي، نويدبخش پايان فيزيك؟یکی از واقعیت*های فیزیکی *این است که هر آهنربایی، هر زمانی که ساخته شده،* یک قطب شمال و یک قطب جنوب داشته است. هر وقت پژوهشگران تلاش می*کردند این دو قطب را از هم جدا کنند، هر تکه خودش به آهنربای تازه*ای تبدیل می*شد که دارای هر دو قطب شمال و جنوب بود. اما مدت*ها است که فیزیک*دانان در جستجوی دلیل این امر هستند و چندین دهه در تلاش برای رسیدن به آهنربایی هستند که تنها یک قطب داشته باشد، موجودی که تک*قطبی مغناطیسی نام گرفته است.
[ الكترومغناطيس ]
فناوري
- تاكنون هروقت آهنرباها را به قطعات ريزتر تقسيم مي*كردند، هميشه آهنربايي با دو قطب باقي مي*ماند. اما بالاخره ماده*اي پيدا شده كه خاصيت*هاي تك*قطبي را نشان مي*دهد. آيا فيزيك دوباره به انتهاي خود رسيده است؟
بهنوش خرم*روز: يكي از واقعيت*هاي فيزيكي *اين است كه هر آهنربايي، هر زماني كه ساخته شده،* يك قطب شمال و يك قطب جنوب داشته است. هر وقت پژوهشگران تلاش مي*كردند اين دو قطب را از هم جدا كنند، هر تكه خودش به آهنرباي تازه*اي تبديل مي*شد كه داراي هر دو قطب شمال و جنوب بود. اما مدت*ها است كه فيزيك*دانان در جستجوي دليل اين امر هستند و چندين دهه در تلاش براي رسيدن به آهنربايي هستند كه تنها يك قطب داشته باشد، موجودي كه تك*قطبي مغناطيسي نام گرفته است.
جاناتان موريس، از پژوهشگران مركز مواد و انرژي هلمهولتز در برلين مي*گويد:* « مردم مدت*ها تك*قطبي*ها را در پرتوهاي كيهاني و ذرات شتاب*دار جستجو مي*كردند، حتي در سنگ*هاي ماه».
به گزارش نيچر، اكنون موريس و سايرين موفق شده*اند در بلور*هاي كوچكي به اندازه سوراخ گوش، قوي*ترين نشانه*اي را كه تاكنون براي مغناطيس تك*قطبي ديده شده بيابند. به نظر مي*رسد كه وقتي اين بلور*ها تا نزديكي صفر مطلق سرد مي*شوند، پر از تك نقاط كوچك شمالي و جنوبي مي*شوند. اين نقاط كم*تر از يك نانومتر فاصله دارند و نمي*توان آن*ها را مستقيما سنجيد. با اين وجود، موريس و ساير فيزيكدانان معتقدند به آن چه در جستجويش بودند، رسيده*اند. آن*ها اين مورد را در دو مقاله در نشريه ساينس منتشر كرده*اند.
اين بلور*ها از موادي ساخته شده*اند كه به يخ فشرده معروف است،* چون اتم*هايش به صورتي مشابه با اتم*هاي يخ چيده شده*اند. اتم*هاي اين ماده به صورت خاصي روي چهار راس هرم قرار گرفته*اند. هر اتم مانند يك تكه مغناطيس كوچك عمل مي*كند و وقتي بلور تا دماي نزديك به صفر مطلق سرد مي*شود،* اتم*هاي مغناطيسي به صف در مي*آيند. گاهي سه راس از چهار راس هرم با هم در يك رديف قرار مي*گيرند و منطقه*اي با مغناطيس شمالي يا جنوبي به وجود مي*آورند كه از مركز هرم تقويت مي*شود. اين تقويت به هيچ جرم فيزيكي وابسته نيست، اما دقيقا به همان نحوي عمل مي*كند كه انتظار مي*رود يك تك*قطبي عمل نمايد.
مدرك بي*چون و چرا؟
كار نظري نشان داده است كه تك*قطبي ها احتمالا وجود دارند و احتمالا به طور غيرمستقيم مورد سنجش قرار گرفته*اند. اما مقاله*هايي كه اين بار در نشريه ساينس به چاپ رسيدند، بيانگر اولين آزمايش*هاي مستقيم براي ثبت تاثير تك*قطبي*ها بر يخ فشرده هستند. پژوهشگران از نوترون*ها براي يافتن اتم*هايي كه در بلور در زنجيره*هاي بلند رديف شده*اند، استفاده كرده*اند. اين زنجيره*ها كه رشته ديراك ناميده مي*شوند، تك*قطب*هاي شمالي و جنوبي را به هم متصل مي*كنند و مانند وجود تك*قطبي*ها، در دهه 1930 / 1310 توسط نظريه*پرداز انگليسي و برنده جايزه نوبل فيزيك، پل ديراك،* پيش*بيني شده بودند. سنجش دما كه در يكي از اين مقالات آمده، بحث تك*قطبي*ها را تاييد مي*كند.
دو مقاله ديگر كه قرار است در آرايكس*ايو به چاپ برسند، به اين شواهد مي*افزايند. اولي حاوي مشاهدات بيشتري است و در دومي، براي رساندن نيروي مغناطيسي هر تك*قطبي به 4.6x10-13 ژول بر تسلامتر، *از فناوري*هاي تازه*اي استفاده شده است. استيو برام*ول، دانشمند مواد در دانشگاه لندن و از نويسندگان اين مقالات، معتقد است جمع شدن همه اين شواهد با هم براي مغناطيس*هاي تك*قطبي فوق*العاده است.
پيتر شيفر، از پژوهشگران دانشگاه ايالت پنسيلوانيا، در اين باره مي*گويد: « اين نوع اندازه*گيري*ها باعث مي*شود كه تك*قطبي*ها قابل*توجه*تر شوند،* حداقل در ذهن من اين طور است. حتي اگر قرار باشد در جاي ديگري مستقيما زير سوال بروند». مثل هر ذره باردار ديگري، تك*قطبي*ها هم جذب مخالف خود مي*شوند و قطب*هاي شمالي و جنوبي با فاصله*اي كم*تر از يك نانومتر گرد هم مي*آيند. اين مسئله باعث مي*شود تفكيك و تشخيص آن*ها به طور مجزا دشوار باشد. اما،* چنان كه شيفر مي*گويد:* « من خيلي ترديد دارم كه بگويم غيرممكن است».
برام*ول اما معتقد است حتي بدون اين كه يكي از آن*هارا ديده باشد،* مطمئن است كه تك*قطبي*ها آن*جا وجود دارند. وي مي*گويد:* « فكر نمي*كنم بعد از اين همه مقاله ديگر براي كسي جاي چنين سوالي مانده باشد.»
پاسخ با نقل قول
علاقه مندی ها (بوک مارک ها)