Hallo
Was genau sind die Besonderheiten von magnetischen Monopolen und - wenn sie technisch zugänglich wären - welche Technologien wären mit ihnen realisierbar, die ansonten nicht denkbar wären oder wie können schon bestehende Techniken durch Monopole verbesert werden?
Ist ein Monopol theoretisch möglich?
Florian
Wenn du meinst, daß es einen magneten geben könnte, der nur einen minus- oder pluspol hat, liegst du falsch. das ist ähnlich wie bei elektrischen polen, der potentialunterschied machts.
Hallo Flo,
Hallo
Was genau sind die Besonderheiten von magnetischen Monopolen
und - wenn sie technisch zugänglich wären - welche
Technologien wären mit ihnen realisierbar, die ansonten nicht
denkbar wären oder wie können schon bestehende Techniken durch
Monopole verbesert werden?Ist ein Monopol theoretisch möglich?
Ein magnetischer Monopol (also ein reiner Pluspol bzw. ein reiner Minuspol) analog zu elektrischen Monopolen, ist durchaus theoretisch denkbar, jedoch ist - trotz gezielter Suche - nie einer entdeckt worden. Die Tatsache, daß nie einer gefunden wurde, kann man jedoch als Anzeichen deuten, daß irgendein noch nicht verstandenes Naturgesetz doch dagegen spricht. Über die technische Nutzung kann ich nichts sagen.
Zu den physikalischen Eigenschaften (ohne sich in der Quantenmechanik zu verlieren): Das Feld B berechnet sich wie bei einem elektrischen Monopol, Feld und damit Kraft gehen mit dem bekannten Coulombschen 1/r^2 Gesetz. Die Wirkung auf bewegte Ladungen ist die bekannte Lorentzkraft F =Q * ( v x B )
Gruß,
Semjon.
Wenn du meinst, daß es einen magneten geben könnte, der nur
einen minus- oder pluspol hat, liegst du falsch. das ist
ähnlich wie bei elektrischen polen, der potentialunterschied
machts.
Äh, das ist jetzt aber nicht ganz richtig. Man könnte sogar sagen, das sei falsch 
Wie uns die Maxwell-Gleichungen lehren, sind Magnetfelder (im Gegensatz zu elektrischen Feldern) quellenfreie Wirbelfelder. Aus diesem Grunde kann es keine magnetischen Monopole geben (also einen „Südpol“ ohne „Nordpol“)
Elektrische Monopole gibt es natürlich, diese Felder haben Quellen und Senken.
Gruss
Jens
Hallo Jens,
Äh, das ist jetzt aber nicht ganz richtig. Man könnte sogar
sagen, das sei falschWie uns die Maxwell-Gleichungen lehren, sind Magnetfelder (im
Gegensatz zu elektrischen Feldern) quellenfreie Wirbelfelder.
Aus diesem Grunde kann es keine magnetischen Monopole geben
(also einen „Südpol“ ohne „Nordpol“)
Ich glaube, du verwechselst Ursache und Wirkung. Nicht weil es die Maxwellgleichungen nicht erlauben, gibt es keine magnetischen Monopole, sondern weil bis jetzt keine entdeckt wurden, sind die Maxwellgleichungen üblicherweise so formuliert, daß darin keine solchen vorkommen.
auch Gruß,
Semjon.
Die Tatsache, daß nie einer
gefunden wurde, kann man jedoch als Anzeichen deuten, daß
irgendein noch nicht verstandenes Naturgesetz doch dagegen
spricht.
Soweit ich weiß ist das Fehlen magnetischer Monopole ein großes Problem für die Urknalltheorie. Die besagt nämlich, daß sie entstanden sein müssen. (Auf die schnelle habe ich keine bessere Quelle gefunden, als diese hier: http://home.t-online.de/home/RHellbart/Physik.html) Ein Erklärungsversuch besteht darin, daß die Monopole während der Inflation zerstört oder in die Randbereiche des Universums verdrängt wurden und somit unerreichbar für uns sind.
Da scheine ich aber wirklich was noch nicht zu wissen. nachdem ich auf diesem sektor eigentlich dachte, ne ganze menge zu wissen, habe ich noch nie was von elektrisachen monopolen gehört. meinst du ein ende eines dipols oder wie ist dieser definiert? spannung ist doch immernoch defioniert als delta(phi), also unterschied zwischen zwei äquipotentiallienien, oder nicht mehr?
Hallo Frank,
anscheinend stehst du etwas auf der Leitung, denn daß du noch nie etwas von el. Monopolen gehört hast, kann ich mir nicht recht vorstellen. Das ist nichts anderes als z.B. eine Punktladung, etwas ein elektron (ohne magn. Dipolmoment), oder z.B. elektrische Ladungsträger gleichen Vorzeichens, die auf einer isoliert aufgehängten, metallenen Kugel sitzen etc etc.
Ja, auch jedes Ende eines el. Dipols ist ein Monopol, denn im gegensatz zum magnetischen Dipol kann man dort die Enden eines Dipols voneinander trennen und erhält zwei monopole entgegengesetzten Vorzeichens.
Gäbe es auch magn. Monopole, so wäre die Situation anders. Dazu noch einmal genau der Unterschied zwischen el. und magn. Dipol:
el. Dipol: eine pos. und eine neg. el. Ladung (also el. Monopolen!) , die einen kleinen Abstand voneinander haben, und nicht bewegt sind.
magn. Dipol: erzeugt durch Kreisstrom von el. Ladungen (also el. Monopolen!)
Offensichtlich kann man erstere auftrennen, zweite nicht.
Bei Existenz von magn. Ladungen (also magn. Monopolen) gäbe es zusätzlich:
el. Dipol, vom Kreisstrom magn. Ladungen erzeugt
magn. Dipol, durch zwei nicht bewegte magn. Ladungen erzeugt.
Spannung ist tatsächlich definiert als unterschied zwischen zwei Äquipotential flächen , uns diese stehen per Def. senkrecht auf den Feldlinien. Beim Monopol sind die Feldlinien radial, die Flächen gleichen Potentials also wie die Schalen einer Zwiebel um diesen angeordnet.
Ich hoffe, ich habe die Verwirrung etwas lösen können,
Semjon.
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Ja, ok, ist klar. aber ich habe den Begriff noch nie gehört. Ladung und Ladungsmenge ist da m.E. besser angebracht, da sich ja auch ein elektrisches Feld zwischen z.B. mehr und weniger Ladungsträger beinhaltenden polen bildet ( vorausgesetzt, es gibt noch einen dritten mit ladungsträgermangel).
Hi Florian
die Maxwellschen Gleichungen beschreiben zwar mit
∇ B = 0
die magnbetische Induktion als "quellen"frei, gehen also davon aus, daß es magnetische Ladungen als isolierte nicht gibt. Aber diese Gleichungen sind keine theoretisch abgeleiteten Theoreme, sondern auf Empirie gestützte Postulate. Sie enthalten daher nicht die Behauptung, daß sie nicht evtl. doch eine Gültigkeitsgrenze haben.
So hat dann Paul Dirac in seiner Quantenfeldtheorie 1931 gezeigt, daß sehr wohl eine magnetische Ladungsdichte
∇ B ( r ,t) = ρ( r ,t)
möglich ist (das bedeutet also die Existenz einer „Quelle“ des Magnetfeldes, d.h. einen magn. Pol). Von J.Schwinger wurde 1966 nach vielen Zweifeln auch bewiesen, daß dies unter bestimmten quantenmechanischen Bedingungen richtig ist.
Für die GUT (Grand Unified Theory) braucht man diesen magn. Monopol auch tatsächlich. Aber wie schon gesagt wurde, hat man ihn noch nicht (eindeutig) gefunden.
Das Problem dabei ist: die Dirac’schen und Schwingerschen Lösungen sagen für die Masse des Monopols nur aus, daß sie entweder null ist oder sehr groß (theoretisch > 10 Gev - d.h. 10 mal so groß wie die des Protons) und die Experimente zeigen, daß sie > 3 GeV sein muß (sonst hätte man ihn gefunden). Es ist aber äußerst schwierig, ein Teilchen zu suchen, dessen Masse man nicht kennt - insbesondere, da sie auch null sein könnte.
Gruß
Metapher
Hallo
MrStupid, du weißt doch sonst alles: Wozu kann man magnetische Monopole technisch besonders gut gebrauchen? Mein ehemaliger Physik - Lehrer hat nämlich immer davon geschwärmt, wie toll das mit den magnetischen Monopolen wäre - muß ja einen Grund haben.
Ich habe mal gehört, Monopole würden über eine viel größere Entfernung hin stark wirksam bleiben während ja bei normalen Magneten die Kraft mit der Entfernung stark abnimmt - also mit dem Quadrat pro Verdopplung der Entfernung - also sozusagen Wurzel - du weißt schon was ich meine.
Florian