Maxwell, evtl. mag. Monopole, WIMPs
Hallo Rob,
das funktioniert auch nicht, in gaenze ist diese kugel dann
neutral, es verschwinden naemlich keine feldlinien ins nichts.
sprich, man baue so eine kugel und man wird sehen, dass sie
nach aussen feldfrei erscheint. wer kann, kann dieses
natuerlich auch ausrechne. superpositionsprinzip und es gibt
keine quellen und keine senken von magnetischen feldern bzw.
div( B )=0. damit hat sich die anfrage erledigt, schade
eigentlich 
Hallo Peter,
ich als Nicht-Physiker tue mich schwer, mir das
vorzustellen… Ich denke da an eine Kugel mit Hohlraum im
inneren, bei der die Stabmagnete sich innen in einem Abstand
gegenüberstehen, in welchem das B-Feld bereits um sagen wir
60% abgenommen hat. Bei einer derartig konstruierten Kugel
müßte außen doch ein mehr oder weniger homogener Monopol
vorliegen!?
Nein eben nicht. Selbst wenn alle Suedpole meinetwegen nach innen zeigen, so sind alle Magnetfelder reine „Rotationsfelder“, dass heisst, sie sind quellenfrei oder anders gesagt, es ist nicht möglich Magnete so zusammen zu setzen, dass nach aussen hin ein magnetischer Monopol erscheint. Das schlägt sich in den Maxwellgleichungen nieder:
div=Operator= Summe über j=1 bis 3 über _d_aj/ _d_xj
div des Vektorfeldes B von r ist also immer 0
(lies div=„Divergenz“, Divergenz ist ein Operator, ein mathematischer)
div B ( r )=0
oder noch anders pauschal in prosa:
Wie auch immer Du um Magneten eine geschlossene Fläche konstruierst und nach Quellen suchst fuer „suedpole“ oder „nordpole“, so wirst Du keine finden. Oder wieder anders: Teile einen Magneten und Du wirst wieder zwei Magnete haben mit Nord- und Südpol und ad infinitum.
Anders ist es mit dem elektrischen Feld:
div E ( r )=Rho(( r )/Epsilono
Epsilono=Elektrische Feldkonstante=1/(Myo*c^2)
=8.854*10^-12 A^2s^2n^-1m^-2
Myo=magnetische Feldkonstante = 4*Pi*10^-7N*A^-2
Also die Quellen und Senken des elekrischen Feldes sind die elektrischen Ladungen positiver und negativer Natur jeweils. Man kann also einen elektrischen Monopol bauen, indem man seinen Haarschopf oder einen Bernstein elektrisch auflaedt oder „schwieriger“ ein einzelnes Elektron „in die Hand nimmt“, man kann aber keinen magnetischen Monopol konstrurieren, weder durch Teilung von Stabmagneten mit Sued- und Nordpol noch durch geschickte Anordnung.
Kannst Du mir die von mir vermutlich übersehene Komponente
erklären?
Schon mal besten Dank dafür und Grüße vom
R o b.
(bitte keine wimps hier *zwinker*)
P. S.: Was sind „wimps“?
WIMPs = Weakly Interacting Massive Particle = hypothetische, aber nach (fast) allen Theorien in Uebereinstimmung mit der bisherigen Physik, auf dem Papier der Theoretiker moegliche Teilchen. Dazu gehoeren auch magnetische Monopole. div B ( r )=0 gilt dann natuerlich nicht fuer einen magnetischen Monopol, genauso wenig wie klassische Physik gilt in Bereichen von Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit c. Was nicht stoert, da die Maxwellgleichungen fuer den Alltag geschrieben worden und nicht fuer magnetische Monopole wie WIMPs. Positronen und Neutrinos wurden ebenfalls vorhergesagt. Das ist die Ausnahme, es koennte also doch magnetische Monopole geben. Wenn es sie gaebe, dann wuerden sie ca. 3000 mal so viel Tscherenkov-Licht erzeugen bei relativistischer Geschwindigkeit durch dielektrische Medien, wie eine entsprechene elektrische Ladung. Wir weisen beispielsweise hoechstenergetische Neutrinos nach ueber den Nachweis der evtl. eintretenden schwachen Wechselwirkung eines Neutrinos mit dem Eis der Antarktis und der Erzeugung eines Myons (schwerer Bruder des Elektrons), welches durch das Eis rauscht und der urspruenglichen Richtung des Neutrinos innerhalb eines Grad in Winkeleinheiten folgt. Das Myon nun mit einer Geschwindigkeit ueber c in dem Medium (c/n (Brechungsindex)) erzeugt Tscherenkov-Licht (Analogon ist der Ueberschallkegel eines Flugzeuges, aber bitte nur ungefaehr ein Analogon). Mittels einer Gitteranordnung von Lichtsensoren kann man die Spur des Myons und damit des Neutrinos nachweisen und somit Astronomie betreiben mit einem Lichtsensorengitter im Eis am Suedpol, Experiment Amanda. Ein Kollege von mir, ehemals Zimmernachbar, schrieb seine Doktorarbeit ueber den moeglichen Nachweis und die entsprechende Signatur von relativistischen Monopolen mit dem Detektor Amanda. Bisher haben wir keinen gefunden, sie sollten auch sehr selten sein und ob sie relativistisch sind ist eine weitere ungewisse Frage. Faenden wir einen, bekaeme das Experiment und die Bosse des Experimentes den Nobelpreis *prust*.
der freund heisst „peter niessen“ und die arbeit heisst:
„Search for relativistic monopoles with the AMANDA detector“
Unter „My Thesis“ als Link zu einem gezippten PostScript-File ist sie hier zu finden:
http://www-zeuthen.desy.de/~niessen/
oder man buddelt sich fuer weitere informationen durch folgenden google-link:
http://www.google.de/search?hl=de&ie=ISO-8859-1&q=%2…
und hier etwas auf deutsch:
http://dpg.rz.uni-ulm.de/archive/1999/t_405.html
_"… T 405.5 Vortrag Di 17:40 TE9
Suche nach magnetischen Monopolen mit Unterwasser/Untereisdetektoren
•Peter Niessen1 und Dshan Dshilkibaev2 für die AMANDA-Kollaboration
1DESY Zeuthen, Platanenallee 6, 15738 Zeuthen
2Kernphysikalisches Institut, Moskau, Rußland
Erweitert man die homogenen Maxwell Gleichungen mit Quell- und Stromtermen für magnetische Ladungen, ergibt sich für den magnetischen Monopol eine Ladung von Vielfachen von
g = 1/2·e/a = 137/2 e. Durchquert ein solcher Monopol ein Medium mit Brechungsindex n > 1, so kann das dabei entstehende Cherenkovlicht nachgewiesen werden. Gegenüber einfach geladenen Teilchen (e, m) ist dabei die Lichtausbeute 137/2 mal so groß. Unterwasser- bzw. Untereisdetektoren können deshalb zur Suche nach Monopolen benutzt werden und eine obere Grenze für den Monopolfluß im Bereich
b = 1/n … 1 = 0.75… 1 angeben. Es werden erste Resultate von Baikal und Amanda vorgestellt. …"_
fuer Myonen zum Vergleich zu magn. Monopolen kaeme man auf den Faktor 3000 an Licht, so meine Erinnerung bzw. man setzt die Massenverhaeltnisse entsprechend neu.
sie, die arbeit, befasst sich nur experimentell mit dem moeglichen nachweis magn. monopole mit dem eigentlich neutrino-astroteilchen-teleskop „Amanda“ und er benutzt dazu die modelle der theoretiker und entsprechend koennte er die frage nach WIMPs und magn. monopolen genaue beantworten, da er seine benutzten quellen seiner arbeit natuerlich kennt.
Wie auch immer, selbst wenn wir einen entsprechenden mag. Monopol haetten mit gewuenschter Staerke am besten, koennten wir damit kein Perpetuum Mobile konstruieren. Die Argumentation dazu saehe anders als als nur hinzuklatschen:
div B ( r )=0
ich wollte aber darauf nicht naeher eingehen, auf WIMPs, aber gleichzeitig exakt sein und scherzte also „bitte keine wimps“, um mir all das geschreibse zu evtl. moeglicher physik und seltsamer teilchen zu ersparen. sollte jemand trotzdem fragen, so erhaelt er antwort, so eben geschehen.
in diesem sinne, viele gruesse, peter
