Магнитный монополь

Магни́тный моно́поль (монополь Дирака), гипотетическая частица, создающая магнитное поле кулоновского типа, аналогичное электрическому полю электрического заряда. В классической электродинамике, основанной как на макроскопических экспериментах (опыты по электричеству и магнетизму 18–19 вв.), так и на современных экспериментах с элементарными частицами, существование магнитного монополя не предполагается. Хотя, согласно уравнениям Максвелла, имеется симметрия между электрическими и магнитными полями в вакууме (в отсутствие электрических зарядов и токов), она нарушается тем, что в природе существуют электрические заряды, служащие источниками радиально расходящихся силовых линий электрического поля, но отсутствуют аналогичные частицы – источники магнитного поля.

Теоретически эта асимметрия не имеет глубоких оснований, поэтому на протяжении 20 в. неоднократно высказывались предположения о возможном существовании магнитно-заряженных частиц. В 1931 г. П. Дирак показал, что существование такой точечной магнитно-заряженной частицы (т. н. монополя Дирака) влечёт за собой условие квантования для произведения электрического ${\displaystyle {e}}$ и магнитного ${\displaystyle {g}}$ зарядов: ${\displaystyle {eg=1/2n{\text{ℏ}}c}}$, где ${\displaystyle {n}}$ – целое число, ${\displaystyle {\text{ℏ}}}$ – постоянная Планка, ${\displaystyle {c}}$ – скорость света. Если бы частица с магнитным зарядом существовала, то из условия квантования произведения ${\displaystyle {eg}}$ следовало бы и условие квантования электрического заряда, которое действительно наблюдается в природе. Это послужило стимулом к дальнейшему изучению проблемы магнитного монополя, включая его экспериментальный поиск.

Новый интерес к магнитным монополям возник в результате создания неабелевых теорий для описания электрослабых и сильных взаимодействий и их дальнейшего обобщения в виде теорий Великого объединения, которые должны описать поведение элементарных частиц вплоть до энергий 10¹⁶ ГэВ и выше ( см. Монополь т'Хофта – Полякова, Эффект Рубакова).