第659章电与磁!对称和破缺之美!磁单极子
第659章电与磁!对称和破缺之美!磁单极子!轰动学界!理论狂潮!
英国,剑桥大学。
狄拉克在演讲完后,就一直待在自己的办公室内。
关于量子场论,他有了一个全新的想法。
早在从狮城坐船回来的路上,他就问过玻尔一个非常朴素的问题:
“玻尔教授,电荷为什么是量子化的?”
电磁学已经发展了100多年,好像从来没有人考虑过这个问题。
哪怕量子概念诞生了,也是首先把能量给量子化了。
因为能量在大家的经验中,是连续的,是可以无限分的。
所以能量量子化会引起人们的格外注意。
但电荷不同。
自从电子被发现后,物理学界已经默认,一个电子所带的电荷就是一个基本单位的负电荷。
后来,随着原子学的发展越来越深入,人们又发现了质子、中子等其它粒子。
巧合的是,一个质子所带的电荷也是一个基本单位的电荷,而且是正电荷。
为什么不是一个质子带1.5个正电荷呢?
这样的话,两个质子就能和三个电子保持电荷平衡,原子结构也许依然能稳定。
换句话说:为什么所有带电粒子的电荷都是电子电荷的整数倍,而不是分数倍?
从来没有人想过这个问题。
或许有人想过,但不知道怎么解释。
当时,玻尔是这样回答的:
“这是宇宙的底层规则之一。”
“就跟光速为什么是30万公里每秒一样。”
“它是公理,没有办法用更基本的概念推导。”
然而,狄拉克并不满意这个回答。
他紧接着又问了一个奇怪的问题。
“从对称的角度看,电和磁应该是相互对称的。”
“电荷有正电荷和负电荷,磁场有南极和北极。”
“但为什么电荷可以单独存在,磁荷不能单独存在呢?”
“宇宙中存在磁单极子吗?”
哗!
玻尔心中震撼!
好家伙,现在的年轻人怎么一直在想稀奇古怪的东西。
这容易钻牛角尖啊。
在物理学中,相反的电荷结合在一起,就把它们称为“偶极子”。
当一个单独的电荷存在时,就叫它“单极子”。
化学中也引入了这种概念,凡是两极结合在一起,都可以称为偶极子。
很明显,电荷能够单独存在单极子。
一个电子可以单独存在,一个质子也可以单独存在,它们都只带一种电荷。
于是问题来了。
磁单极子是否存在呢?
玻尔仔细想了想,貌似还真没有人提出过这个问题?
或者提出了,也只是不了了之,没有引起什么反响。
因为答案很显然:不存在。
从生活中就能找到最好的例子。
把一块磁铁掰成两截,并不会得到一个单独的北极和一个单独的南极。
而是得到了四个磁极,两截的磁铁,又分别有了自己的南北极。
如果继续掰下去,就得到8极、16极.
总之,不可能有单独存在的磁单极子。
玻尔只能说道:
“我认为是不存在的。”