Fejükhöz kaptak-e a fizikatanárok? Az ősz ugyanis érdekes hírt hozott. Kutatóknak ugyanis sikerült mágneses monopólust előállítaniuk. Abszolút premier. Nem dipólust, hanem monopólust! Hagyok egy kis időt izgalomba jönni.
Az iskolában ha mást nem, azt mindenki megtanulja, hogy akármeddig fűrészelgetjük ketté a mágnesrudakat, mágnespatkókat és a hűtőmágneseket, azoknak mindig két pólusa lesz. (Egy darab északi és egy darab déli.) Talán még az a meggondolatlan mondat is elhangzik a suliban, hogy mágneses monopólus nincs. Pedig Paul A. M. Dirac elméleti fizikus meg is jósolta, hogy lennie kell mágneses monopólusoknak. Diracról ne felejtsük el, hogy Wigner Mancit vette feleségül, ezért Wigner Jenővel sógorságba került. Még a házasság előtt, 1931-ben állt elő Dirac azzal, hogy léteznie kell magányos mágneses monopólusoknak, hasonlóan a kétféle, magányosan is létező elektromos töltésekhez. Ezek a részecskék sokáig hipotetikusak voltak, de vajon most már nem azok?
A legtöbb portálhír úgy tálalja a felfedezést, mintha a Dirac-jóslat vált volna valóra, de mivel az újságírók jó része nem néz utána a témának, nem is ujjong és dobja el egerét extázisában a hír kapcsán. Ugyanis a mágneses monopólus megtalálása nagyon nagy esemény. Lenne. A Wikipédia magyar változata így tálalja (2009.10.24.), azonban az angol sokkal visszafogottabb és jelzi, hogy ez a mágneses monopólus, nem „az” a mágneses monopólus.
A 2009. őszén megjelent felfedezésben sok tudósnak volt szerepe. A kutatócsoportok mindegyike ún. spinjéggel dolgozott. A spinjég két dologban hasonlít a (víz)jéghez. A kristályszerkezete olyan, hogy az alkotó részecskék mindegyikét négy másik veszi körül úgy, hogy azok egy tetraéder egy-egy csúcsának helyén csücsülnek. A másik hasonlóság, hogy a középen levő részecskét a csúcson ülők közül kettő kedveli (vonzás), míg a másik kettő ikább a szomszéd tetraéder lakója felé kacsint. A H2O esetében az O-atom van középen (nagy, üres karika) és a H-atomok (kicsi, teli körök) a csúcsokban.
A spinjég kristályrácsa ilyen, de az anyaga speciális. A mágneses monopólus jelenlétét kimutató tudósok ritkaföldfémek (Dy, Ho) titánvegyületeivel dolgoztak. A Dy2Ti2O7 (diszprózium-titanát) esetében a Ti2O72--ion van a tetraéder közepében, a csúcsokban levő Dy+-ionok közül kettőnek a spinje (bizonyos mágneses tulajdonsága) egyik irányba, a másik kettőnek ellenkező irányba mutat. A kísérletek nem konyhai körülmények között zajlottak, ugyanis egy tökéletes kristályt kb. 1 K hőmérsékletre (-272 Celsius fok) hűtöttek, mágneses térbe tették, majd neutronokkal sugározták be. (Szóljon, akinek ilyen konyhája van.)
A hétköznapi életben használt állandó mágnesek anyagában a fent említett spinek azonos irányba mutatnak, ezért is tartós a hatás. A spinjégben kétféle irány van és a kristályban az azonos irányban álló spinnel rendelkező részek kacskaringós csöveket (spagetti) alkotnak. Ezeket Dirac-húroknak vagy spin-spagettiknek nevezték el. A kutatók a neutronok segítségével térképezték fel a spagettiket és azt találták, hogy azok mérete befolyásolható. A kísérletek során ezek a spagettik úgy viselkedtek, hogy az egyik végük északi, a másik pedig déli pólusú volt. A spagetti-végeken levő mágneses monopólusok csak és kizárólag ezekben a különleges anyagokban léteznek, itt azonban mérhetőek és akár hasonlóan mozoghatnak, mint az elektromos töltések. El is nevezték az ő tevékenységüket magnetromosságnak.
A spinjégben kimutatott mágneses monopólusok nem azok az igazi részecskék, melyeket Dirac megjósolt, de a gyakorlati jelentőségük így sem kicsi.
A fizikatankönyveket nem kell kidobni, a fizikatanárok a fejükhöz kaphatnak, de nem „azért”, hanem „azért”.
Ez a helyzet.
ferromágneses szobor
Hozzászólások