由正负磁单极对相互作用诱导的孤立狄拉克弦

基于三维旋量Gross-Pitaevskii(GP)方程研究在含时周期性外磁场作用下玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学行为.结果显示,在含时周期外磁场的作用下,铁磁态自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体将发生拓扑形变.当磁场的两个零点进入凝聚体后,自旋向上态的密度布居图在z轴上分别形成向上和向下的凸起.随着磁场的两个零点在凝聚体内...     

双孤子非线性干涉中的狄拉克磁单极势

本文深入研究了孤子干涉过程中的相位演化特性及其背后的拓扑矢势.基于一维非线性薛定谔方程的双孤子解,发现波函数密度零点广泛存在于拓展的复平面内,并且每一个密度零点对应狄拉克磁单极的矢势场.矢势场是由周期排布的具有相反磁荷的狄拉克磁单极对组成.通过观察磁单极子的运动,可以方便地理解干涉过程中的相位演化特征.特别发现,一对正负磁单极对在实轴上的碰撞恰好对应波函数相位在节点处的π跃变.此外,还对比讨论了线性波包干涉动力学中的狄拉克磁单极.结果表明狄拉克磁单极势广泛存在于波场的干涉现象之中,并且磁单极在拓展的复平面内分布特征可用于区分线性干涉和非线性干涉过程背后的拓扑性质.     

变速运动磁单极场强的各种表式及磁单极势的积分形式

本文给出了加速运动磁单极场强的严格解.从势的积分定义出发导出了静止、匀速直线运动的磁单极势的具体表达式.讨论了加速磁单极势的形式问题.结果表明,在静止情况下得到吴-杨势.匀速运动情况下的势也可以通过Lorentz变换从吴-杨势得到.但加速运动磁单极的势不可能通过Lorentz变换得到.而加速电子的李纳-维谢尔势却可通过Lorentz变换得到.这表明加速磁荷与电荷有着本质的差异.     

磁单极

在经典电动力学的麦克斯韦方程组中,·D=σf,而·B=0。这意味着和电荷相应的磁荷(磁单极)不存在。因而,在经典的麦克斯韦电磁理论中,电和磁并不处在完全对称的地位。对此,人们不很满意。如果自然界有磁荷存在,那么只要假定所有粒子的磁荷一电荷比是同一常数,总能通过适当的数学变换使麦克斯韦方程组仍具有目前这种形式。 近代对磁单极的讨论始于1931年Dirac的一篇文章[1]。Dirac指出:如果自然界有磁荷存在,则任何粒子的电荷就必须是量子化的,即必须是电子电荷的整数倍。1974年,A,M.polyakov(苏联)和G.t’Hooft(芬兰)又指出:磁单极的质量…     

磁单极与磁洛伦兹力

概述了磁单极概念的历史发展,从洛伦兹变换出发,利用电磁场张量和四维力的协变性以及电荷相对论不变,直接证明了运动磁单极受磁洛伦兹力,建议了一个磁洛伦兹力的验证方案,并用磁洛伦兹力公式导出狄拉克电荷量子化条件．证明了磁洛伦兹力公式具有与库仑定律相同的精确度．     

磁单极理论的进展

这是关于磁单极理论最近某些工作的简短 综述.所取得的进展归因于某种观念的引进。 这种观念将时空分为若干个区域,从而消去奇 性 .这个观念是十分简单的,并将首先加以 讨论. (A)如何消除奇性 磁单极就是磁荷.虽然磁单极的概念必然 在经典物理中,在电学和磁学的早期就讨论过, 但是现代的讨论还要追溯到1931年,在狄拉克 的一篇重要文章[1]中,他指出量子力学中的磁 单极显示出某些附加的而且微妙的特征.特别 是,与强度为g的磁单极一起存在时、电荷和磁 荷必须在量子力学中被量子化.我们将用几分 钟的时间对这个结果给出一个新的推导。 如果…     

看到了磁单极?!

世界上相当一部分优秀的实验物理工作者把大量时间和精力消耗在捕捉一些肉眼看不见,无“色”又无“味”的“粒子”上.虽然这些“粒子”是否存在并无把握,但若一旦发现,则往往会成为物理学史上的一个里程碑,会把人类对物质的认识推进一大步.这就是这类实验令人醉心和关心的原因,而磁单极就是这样的一种“粒子” 大家知道,电荷有正有负,它们均可单独存在,但磁铁总是南、北极同时出现的.然而日常的经验却不一定都是真理.1931年,Dirac根据电磁理论的对称性,大胆地预言了磁单极的存在,并据此推导出电荷以倍数出现的必然性.目前基本粒子的大统一…     

磁单极和电磁对偶性

根据狄拉克-麦克斯韦方程组和推广的洛伦兹力公式,讨论了磁单极和电磁对偶性的基本概念和物理意义.麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式可以通过对偶变化转化为电荷与磁荷并存的形式;但是狄拉克磁单极假设改变了麦克斯韦方程组的结构,任何对偶变换都不能将狄拉克-麦克斯韦方程组简化为只有电荷而没有磁荷的原始形式.采用推广的洛伦兹力公式,还证明了狄拉克-麦克斯韦电磁场的能量密度和玻印亭矢量,以及动量密度和动量流张量形式不变.最后,我们还将狄拉克-麦克斯韦方程组分解为仅仅分别包含电荷与磁荷的两组麦克斯韦方程,传统的电动力学理论可以直接推广应用于磁单极问题.     

统一场论中的磁单极

本文的主要目的是介绍磁单极理论的基本结果。 我们首先介绍Dirac磁单极的基本思想。然后,进一步评述统一场论中的拓扑磁单极,并说明磁单极在早期宇宙中是怎种产生的。最后,我们讨论磁单极问题上最惊人的现象——磁单极对核子衰变的催衰化作用及其温度依赖关系。     

统一场论中的磁单极

本文的主要目的是介绍磁单极理论的基本结果。 我们首先介绍Dirac磁单极的基本思想。然后,进一步评述统一场论中的拓扑磁单极,并说明磁单极在早期宇宙中是怎种产生的。最后,我们讨论磁单极问题上最惊人的现象——磁单极对核子衰变的催衰化作用及其温度依赖关系。     

三维流形上的变型Seiberg─Witten磁单极方程

给出了一般三维流形上变型的Seiberg–Witten磁单极方程,该方程是共形不变的,而且在欧空间上给出了一个有限能量的解析的精确解.     

三维流形上的变型Seiberg─Witten磁单极方程

给出了一般三维流形上变型的Seiberg－Witten磁单极方程，该方程是共形不变的，而且在欧空间上给出了一个有限能量的解析的精确解．     

磁单极的三世三生——本科生硕士生博士生层面的磁单极精讲

磁单极是在科学文献和科普读物中经常可以见到的名词.本文从电磁学、电动力学、电-磁对偶性、规范不变性、各向同性的矢量势、量子力学、纤维丛理论、非阿贝尔规范场论、规范对称性自发破缺、孤子、暴胀宇宙论等几个不同的层面,回顾了人们对磁单极认识的逐步提高过程.在这个过程中,磁单极不断地以新的面貌再生,但是在现实世界中搜寻磁单极子的工作仍然任重道远.     

关于磁单极质量的一点讨论

本文应用旋量磁单极的观点,用一个具体例子说明在负能解的情况下给出的磁单极质量可以较一般理论算出的10⁴GoV数量级为小。如果进一步选择参量也许可以得到更小一些的磁单极质量。     

电磁学与电动力学中的磁单极-I

本文及后继三篇文章在电磁学和电动力学框架内分别介绍磁单极的若干奇特性质.针对由一个磁单极和一个点电荷构成的体系,首先证明这个体系的电磁场角动量具有极简洁的表达式并讨论可能的电荷量子化,然后显式地演示体系角动量的转化与守恒.     

旋转运动磁单极势与辐射能

近来许多工作给出磁单极势与场强的解,其中不少为静止磁单极的球对称解[１］．最近的一些工作,讨论了匀加速直线运动磁单极的推迟势与场强[２］,此外还给出任意变速运动磁单极势与场强的解[３］．本文讨论作旋转运动磁单极的势、场强和辐射能的表示式．磁单极场的势与场强的表示式不同干电荷的场,但具有严格对偶相等的表现形式．至于辐射能,最大的辐射强度将分布在与磁单极旋转平面相垂直的ｚ轴方向,而平行于旋转平面的方....     

真的看到了磁单极吗?!

1982年2月美国斯坦福大学的B·Cabrera“看到了磁单极”(参见本刊1982年第8期第509页)。 1983年11月21日出版的 Physical　 Review Letters上面登载了Cabrera和他的几位同事们的新实验工作情况:他们制造了一个灵敏度更高的探测器,探测器的核心部分由三个同心但互相垂直的圆超导线圈所组成.和1982年实验的原理一样,如果有磁单极通过,则将引起线圈内磁通量的变化,从而导致超导线圈中电流强度的变化.但经过五个月的操作,没有发现磁单极通过该装置的迹象.最后的实验结果表明,每秒钟内通过地球表面每单位立体角、每平方厘米的磁单极数必定不大…     

在地磁场中宇宙磁单极的行为

一、引 言 人类对磁现象的认识经历了三个发展阶段.第一阶段是关于天然磁石和地球磁场的发现、认识和应用.我国勤劳、勇敢、智慧的祖先最早发现了天然磁石并加以利用,因而在这一阶段中,我国的成就居于世界首位.更深入研究宏观磁现象与电现象之间的联系属干第二阶段,十九世纪建立的麦克斯韦电磁理论成为这一阶段的主要标志.第三阶段是从十九世纪末开始的.人们在研究物质的电磁结构的同时,认识到量子化是物质的微观特性.就在深入探讨电荷量子化的过程中,Dirac发现孤立的磁极在理论上是容许存在的[1]. 磁单极是否确实存在?目前,这一问题无论在…     

磁单极强度的单位与电磁对称性

在国际单位制里，目前关于磁单极强度的单位有两种，一种是用磁场强度定义的单位，另一种是用磁感强度定义的单位．本文从电磁对称性的角度考虑，认为在目前的电动力学框架里，用磁场强度定义磁单极强度的单位比较合适．