Магнітний монополь. Закони природи виявляють велику міру подібності між електричним і магнітним полями. Рівняння поля, встановлені Дж. Максвеллом, одні і ті ж для обох полів. Є, проте, одна велика відмінність. Частки з електричними зарядами, позитивними і негативними, постійно спостерігаються в природі, вони створюють в навколишньому просторі кулонівське електричне поле. Магнітні ж заряди, ні позитивні, ні негативні, ніколи не спостерігалися окремо. Магніт завжди має два рівних по величині полюса на двох своїх кінцях — позитивний і негативний, і магнітне поле довкола нього є результуюче поле обох полюсів.
Закони класичної електродинаміки допускають існування часток з одним магнітним полюсом — магнітних монополів і дають для них певні рівняння поля і рівняння руху. Ці закони не містять жодних заборон, через які М. м. не могли б існувати.
В квантовій механіці ситуація декілька інша. Несуперечливі рівняння руху для зарядженої частки, рухомої в полі М. м., і для М. м., рухомого в полі частки, можна побудувати лише за умови, що електричний заряд е частки і магнітний заряд m М. м. зв'язані співвідношенням:
, (*)
де —Планка постійна, з — швидкість світла, а n — позитивне або негативне ціле число. Ця умова виникає унаслідок того, що в квантовій механіці частки представляються хвилями і з'являються інтерференційні ефекти в русі часток одного типа під впливом часток іншого типа. Якщо М. м. з магнітним зарядом m існує, то формула (*) вимагає, щоб всі заряджені частки в його околиці мали заряд е, рівний цілому кратному величини з / 2m. Таким чином, електричні заряди мають бути квантовані.
Але саме кратність всіх спостережуваних зарядів заряду електрона є одним з фундаментальних законів природи. Якби існував М. м., цей закон мав би природне пояснення. Жодного іншого пояснення квантування електричного заряду не відомо.
Приймаючи, що е — заряд електрона, величина якого визначається співвідношенням e 2 / з = 1 / 137 , можна з формули (*) отримати найменший магнітний заряд m 0 монополя, визначуваний рівністю m 0 2 / з = 137 / 4 . Таким чином, m 0 значно більше е. Звідси слідує, що трек швидко рухомого М. м. в Вільсона камері або в бульбашковій камері повинен дуже сильно виділятися на тлі треків інших часток. Були зроблені ретельні пошуки таких треків, але і досі М. м. не були виявлені.
М. м. — стабільна частка і не може зникнути до тих пір, поки не зустрінеться з іншим монополем, що має рівний по величині і протилежний по знаку магнітний заряд. Якщо М. м. генеруються високоенергійними космічними променями, безперервно падаючими на Землю, то вони повинні зустрічатися всюди на земній поверхні. Їх шукали, але також не знайшли. Залишається відкритим питання, чи зв'язано це з тим, що М. м. дуже рідко народжуються, або ж вони зовсім не існують.
П. А. М. Дирак.
Від редакції. Гіпотеза про можливість існування М. м. — частки, що володіє позитивним або негативним магнітним зарядом, була висловлена П. А. М . Дираком (1931), тому М. м. називають також монополем Дираку.
Літ.: Dirac P. А. М., Quantised singularities in the electromagnetic field, «Proceedings of the Royal Society», Ser. A, 1931, v. 133 № 821; Девонс С., Пошуки магнітного монополя, «Успіхи фізичних наук», 1965, т. 85, ст 4, с. 755—60 (Доповнення Б. М. Болотовського, там же, с. 761—62); Швінгер Ю., Магнітна модель матерії, там же, 1971, т. 103, ст 2, с. 355—65; Монополь Дираку. Збірка статей, переклад з англійського, під редакцією Б. М. Болотовського і Ю. Д. Усачева, М., 1970.
