Monopolos magnéticos en spin ice y comparación de cuerdas de Dirac

  1. En los sistemas de hielo de espín, las excitaciones tipo monopolo magnético son fuentes o sumideros de H , no la B campo, ¿por qué es eso? ¿Es porque las cuerdas llevan un momento magnético? METRO y no solenoidal B archivado como la cadena de Dirac.

  2. ¿En qué se diferencia de la construcción de Dirac del monopolo magnético?

  3. En el caso de Dirac, todavía tenemos flujo entrante del solenoide y saliente del monopolo que resultará en 0 para cualquier esfera alrededor del final. ¿Cómo soluciona esto (por qué está justificado no contar la singularidad) y por qué no es posible para el caso de spin ice?

Solo una buena imagen para explicar las formaciones de monopolos de spin flip, con comentarios "La aparición de monopolos magnéticos: si dos de los giros apuntan hacia el tetraedro y dos hacia afuera (arriba a la izquierda), sus cargas magnéticas se cancelan (abajo a la izquierda) Cuando se da la vuelta a un giro, se forman dos monopolos (arriba y abajo a la derecha)". Extraído de este artículo
@dj_mummy: Sí, estoy de acuerdo. Esto es lo que sugiere fuertemente la imagen. Cada giro (imágenes superiores) podría verse como un par de pseudo-monopolos (imágenes inferiores). En situaciones estándar (2 giros apuntando en el tetraedro, 2 giros apuntando hacia afuera) (imágenes de la izquierda) no hay un pseudomonopolo de resultado neto en el centro de los tetraedros. Pero, si un giro gira (imágenes de la derecha), aparece un pseudo monopolo + en un centro de tetraedro y otro pseudomonopolo − en el centro del siguiente tetraedro.

Respuestas (1)

Un monopolo magnético para B (no H) es la situación discutida por Dirac, 't Hooft y muchos otros físicos de partículas, y esa es la situación que sería interesante por varias razones de física fundamental.

Durante más de 75 años, los físicos utilizaron el término "monopolo magnético" para referirse a algo muy específico: los monopolos magnéticos para B. La gente los había analizado teóricamente y los había buscado experimentalmente. Se escribieron libros enteros sobre ellos.

Luego, en la década de 2000, ciertos científicos descubrieron fenómenos en el espín del hielo y otros sistemas que no tenían nada que ver con eso , pero sin embargo tomaron la decisión de llamar a estas cosas "monopolos magnéticos". Haz una pausa para pensar en esto. Durante más de 75 años, "monopolos magnéticos" fue un término con un significado técnico específico en la física en el que todos estuvieron de acuerdo... pero luego estos científicos usaron el mismo término para describir un fenómeno completamente diferente. ¿¿Por qué harían esto?? Um, bueno, presumiblemente, tenían la intención de engañar a los periodistas científicos crédulos y al público en general para que pensaran que hicieron el tan esperado descubrimiento de los monopolos magnéticos "verdaderos" (para B). El spin-ice y otros experimentos fueron trabajos legítimamente interesantes y emocionantes de la física de la materia condensada,mucho más emocionante cuando se describe de esta manera extremadamente engañosa! [No sé su proceso de pensamiento real, estoy especulando.]

Bueno, si estaban tratando de engañar a la gente, ¡tuvieron éxito! En muchos artículos de divulgación científica en las semanas y meses posteriores a este trabajo, los periodistas confundieron los (llamados) monopolos de espín-hielo con los (verdaderos) monopolos magnéticos. En el artículo de wikipedia, que estaba monitoreando en ese momento, los lectores bien intencionados cambiaron el artículo una y otra vez para decir que ahora se ha descubierto el monopolo de Dirac.

Para ser claros: los electrones no son (verdaderos) monopolos magnéticos, es decir, no son fuentes o sumideros para B. Lo mismo es cierto para los protones y neutrones, y todas las partículas conocidas. Por lo tanto, si junta electrones, protones y neutrones en cualquier configuración posible, sin importar cuántos haya o cómo se vea la configuración, es matemáticamente imposible crear una fuente o sumidero de B. Por lo tanto, un monopolo magnético "verdadero" nunca será jamás se creará utilizando la magia de la física de la materia condensada.

Me parece que el punto de partida correcto es decir que el monopolo de Dirac y el "monopolo" de spin-ice son dos fenómenos completamente independientes en diferentes ramas de la física. Solo se confundieron debido a publicidad engañosa. Si tiene una pregunta sobre la discusión de Dirac sobre los monopolos magnéticos, debe plantearla como una pregunta separada de intercambio de pila y, del mismo modo, si tiene una pregunta sobre los monopolos de espín-hielo, debe plantearla como una pregunta separada. Intentaré resumir rápidamente:

La "cadena de Dirac" no es algo real, es simplemente una construcción matemática. Esperamos y exigimos que la cuerda sea inobservable, porque en realidad no hay cuerda. Por otro lado, un "monopolo" de espín-hielo tiene una "cuerda" real, una cadena de espines invertidos, que es un objeto físico observable.

Para probar la cuantización de carga de un monopolo de Dirac, se comienza con la suposición de que la cadena de Dirac no es observable (en un enfoque matemático). Si la cadena es una cadena física real que se puede observar, el argumento no funciona, por lo que no es necesario cuantificar la carga.

Bueno, yo no lo llamaría "genio", porque es algo natural y justificable. Si el término "monopolo magnético" no se hubiera tomado ya, habría sido una frase obvia y apropiada para usar. ¡Pero el término ya estaba tomado! Es similar a encontrar un material inusualmente conductor del calor y llamarlo "superconductividad". O si encontró algún fenómeno nuevo y extraño relacionado con los giros de electrones en heteroestructuras de hierro, y lo llamó "ferro-magnetismo". O si inicia una empresa que escribe software de microondas y la llama "microsoft".
No podría estar mas de acuerdo. He estado trabajando en el campo de los sistemas de giro frustrado durante años y creo que el uso de "monopolo" y especialmente "cuerda de Dirac" es completamente loco. Hoy en día, estos científicos incluso usan nueces "anti-monopolo". Estos son polos norte y sur magnéticos conectados por el cierre de flujo correspondiente. Desafortunadamente, una vez que se ha establecido esta tontería, debe usar esta pseudo ciencia para financiar sus proyectos. Nadie te da dinero por sistemas de espín frustrados, pero un mecanismo de Higgs en espín de hielo con monopolos magnéticos y cuerdas de Dirac... ese es un animal diferente.
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