• kuzey ya da guney manyetik kutuplardan yalnizca birini tek ba$ina ta$iyan parcacik. paul dirac tarafindan ongorulmu$ olsa da deneysel olarak manyetik monopol gozlemlenememi$tir, cali$malar devam etmektedir (bkz: dipol), (bkz: manyetik aki).
  • bir miknatis alalim. kuzey ve guney kutuplari var haliyle. sonra bunu cot diye ikiye bolelim. elimizde yine kuzey ve guney kutuplari olan bir miknatis kaliyor. bu islemi bir cok kez yineliyoruz "belki sonunda sadece bi tane kuzeycik (veya guneycik) kalir" diyerek. ama oyle olmuyor. serce parmagimizin ucunda bir elektron kaldigi zaman bile goruyoruz ki keranecinin hala iki tane kutpu var. eger oyle bir sey olsaydi ki sadece bir tane kuzey kutpundan olussun, o zaman o bir manyetik monopol olacakti.

    manyetik monopollerin yoklugu maxwellin 4 elektromanyetik denkleminden biri olan div(b)=0'a dayaniyor. paul dirac "monopoller olsaydi maxwell'in denklemleri oyle degil boyle olacakti diyerek monopoller icin bir teori gelistirdi, ama bu demek degil ki var bunlar. allah hayirlisini nasip etsin.
  • bulanın nobel fizik ödülünü garantileyeceği faraziye.
  • zannederim bulunmuslar.

    oncelikle sozluge ilk haberi ben ucurayim diye aceleci davrandigimi belirteyim. konu hakkinda yazilan makalelerin hepsine goz atmadim, vaktim olur da okur isem bu girdiyi ayrintilandiririm. oncelikle bunlarin bulunduguna dair science da cikan bir makale ile karsilasmistim bundan birkac hafta once, (su anda o makaleyi ariyor ama bulamiyorum. bulunca kaynakca olarak koyacagim [2] ). makaleden aklimda kaldigi kadari ile bu naneyi buldugunu iddia eden tayfa ingiltere de "london centre for nanotechnology" (lcn) den.

    ancak bu konu hakkinda birkac yilda bir "manyetik monopol bulundu" baslikli bir makaleye raslayabilirsiniz. peki bu seferkini fakli kilan ne. bu seferkini fakli kilan ayni gurubun nature da yayimlanan bir diger makalesi [1]. ciddi dergilerde kisa zaman araliginda (bir ay) cikan makale sayisi 2 ve uzeri olunca haberi dikkate almak gerektigine karar verdim.

    elemanlar adi spin ice olan ozel bir mazemenin icinde bu hedeleri gozlemlemeyi ve bu hedenin fiziksel ozellikleri ile ilgili (mesela manyetik yuk miktari) cesitli olcumler yapmayi basarmislar. elbette bu calismanin freshman fizik kitaplarina girebilmesi icin oncelikle baska labaratuvarlarda da tekrarlanmasi gerekiyor.

    neyse ben nature da cikan iki makalenin linkini vereyim ve kacayim;

    http://www.newscientist.com/…ed-for-first-time.html

    http://www.nature.com/…/n7266/full/nature08500.html
    http://www.nature.com/…0903/full/news.2009.881.html

    edit budut:

    [2] science deki makaleyi ve konu ile ilgili science daily de cikan haberi buldum

    http://www.sciencemag.org/…nt/abstract/326/5951/411
    http://www.sciencedaily.com/…09/09/090903163725.htm

    bu mudur?

    edit: konuyu okuyacak vaktim oldu bu degildir. zira bulunan seyler aslinda fazla kucuk cift kutuplu miknatislardir.
  • dirac ile maxwell'in frenchkiss yapmasından daha ilginç olabilecek yegane olaylardan.

    hala gözlemlenebildiğini tam olarak iddia edemeyiz, ama şayet bir gün kendisi bize gerçekten el sallarsa, bilin ki pierre curie mezarından çıkıp dünya fizikçilerinin yarısını radyoaktif kırbacıyla kırbaçlayacaktır. (ki hakkı da olur rahmetlinin)
  • bunun *bulunmadigini kanitlayan sey manyetik alanin divergenceinin sifir olmasidir. yani manyetik alan cizgilerinin basladigi yere geri donup, kapali bir bolge* olusturdugunu soyler[1]. elektrik alan cizgileri boyle kapali bir bolge olusturma zorunluluguna sahip degil. tekil bir yukun olusturdugu elektrik alana bakarak anlayabiliriz bunu. [2]

    [1]http://startswithabang.com/…9/03/magnetic-field.png
    [2]http://media-2.web.britannica.com/…004-24b4e774.gif
  • sheldon cooper'ın arayıp arayıp bi türlü bulamadığı şey. üç ay kuzey kutbunda zaman geçirdi zavallım ama elde var sıfır. bi de bu monopol bulununca string teori mi kanıtlanıyormuş.. on boyutlu paralel evrenler falan şu zamazingoya mı bağlı yani..

    öylesine soruyorum ha.. cevap yollarsanız bi halt anlayacağımdan değil.
  • henuz bulunmamistir. heyecana mahal yok.

    adim adim gidelim;

    buzdolabimizin kapagina yapistirdigimiz eiffel kulesi seklindeki miknatisin icindeki elektronlar, spinleri hep ayni yone bakacak sekilde hizalanmistir. elektronlarin bu kollektif davranisi da miknatisin pratik hayatta gozlenebilir bir manyetik momenti olmasina yol acar. bunun sonucunda makroskopik bir manyetik alan olusur. bu manyetik alan, buzdolabi kapagindaki elektronlari da hizaya sokar ve iki madde arasinda cekici bir kuvvet olusur. miknatis kapaga yapisir.

    simdi, miknatisin icindeki elektronlarin spinlerinin hizalandigi yonu bir kutup, zit yonu de zit kutup olarak dusunursek; olusan manyetik alani bir kutuptan yola cikip diger kutupta sona eren cizgiler seklinde resmedebiliriz. vahsi bir guduyle miknatisi ortadan ikiye bolmek de bu resmi degistirmez; cunku elimizde kalan iki parcanin icindeki elektronlarin hizasi yine eskisi gibidir. tek fark, herbirinin iki kutbu olan, yari boyda, iki miknatisimiz olmasi olur en fazla. kisaca, miknatis bir manyetik alan "kaynagi" degil, manyetik alanin bir ucundan cikip diger ucundan girdigi bir tuhaf bir objedir. bu ornegi biraz daha ileri goturup manyetik alanlarin bir "kaynak" tarafindan degil de, bir elektrik akimi/manyetik moment araciligla yaratilan seyler oldugu soyleyebiliriz. var olmayan bu kaynak ise manyetik yuk/ manyetik akimdir. kisaca elektrik yuku gibi bir manyetik yuk yoktur. elektrik akimi gibi bir manyetik akim da yoktur.

    peki ya varsa?

    en basit monopol (tek kutup) konfigurasyonu, oldugu yerden duran, noktasal bir manyetik yuk oldugundan ona bakalim. bu yukun yarattigi manyetik alan, yukun oturdugu noktadan baslayip zayiflayarak sonsuza giden ve her yone esit dagilan cizgiler seklinde dusunulebilir. kirpi gibi. monopolun etrafina hipotetik bir kure cizersek, bu kurenin alani ile o alanda dusen manyetik alan cizgilerinin sayisinin carpimi sabit olur (gauss yasasi). bu sabit ise manyetik aki olarak adlandirilir. fakat maxwell denklemlerine gore bunun sifir olmasi gerekir. eger maxwell denklemleriyle celisecek cesarete sahip degilsek, ufak bir hile yapip kureye minik bir delik acip akinin oradan kacmasina izin veririz ve toplam aki 0 olur. tabi bu deligin, cizdigimiz her kurede olmasi geregir. bu da demektir ki; artik monopol ile beraber, monopolun durdugu noktadan baslayip sonsuza kadar uzanan ince bir ipimiz de var. yani fiziksel olarak bir monopolu, bir kutbu onumuzde diger kutbu sonsuzda duran ve bu iki kutup arasinda manyetik aki tasiyan incecik bir ip (solenoid) olan garip bir miknatis olarak dusunebiliriz.

    simdi bu monopolun yanina bir de elektron koyalim. elektron matematiksel olarak dalga fonksiyonu denen bir zimbirti ile tanimlanir. eger elektronumuz yukarida bahsi gecen ipi tavaf ederse, bu hareket dalga fonksiyonuna bir faz eklenmesine sebep olur (basina exp(i e a) seklinde bir faktor gelir). burada e elektronun yuku, a ise manyetik akidir. fakat gercek bir monopolden bahsediyorsak bu ipin hipotetik olmasi, yani fiziksel bir etkisinin olmamasi lazim. bu da bize manyetik akinin 2pi/e nin bir tamsayi kati oldugu kosulunu verir.(*) tabi bu islem yukun oturdugu noktada tanimlanamaz. daha dogru bir dille, o nokta singuler bir noktadir. bu da manyetik yukun oturdugu singuler nokta disinda maxwell denklemlerinin eskisi gibi oldugu anlamina gelir. bu da tam anlamiyla maxwell denklemlerine manyetik bir kaynak koymakla esdegerdir.

    alternatif olarak, monopol konfigurasyonunu 2 farkli vektor potansiyelle tanimlayabiliriz. bu iki vektor potensiyel arasindaki transformasyonun fiziksel olmasi kosulu ise yukardaki ile ayni sonucu verir. (**) bu fikirler ilk kez paul dirac tarafanidan one suruldugunden, bu yolla elde edilen monopole de dirac monopolu ismi verilmis.

    buraya kadarki hikaye 1930lardan kalma. 1970lerde ise monopol hikayemiz biraz daha farkli bir boyut kazaniyor. su anki algimiza gore elektromanyetik kuvvet, dogadaki 4 temel kuvvetten sadece bir tanesi. digerleri ise yercekimi, guclu ve zayif kuvvetler. bu guclu ve zayif isimli kuvvetler, ayni iki yuklu parcacigin arasindaki elektromanyetik kuvvet gibi, cesitli temel parcaciklar arasindaki cesitli etkilesimleri betimler ve ayni elektromanyetizma gibi bu kuvvetlerin de cesitli simetri ozellikleri vardir (***). teorik fizikciler ise bu kuvvetlerin hepsini tek bir simetri catisi altinda toplamanin pesindeler. maxwell nasil 1800 bilmemkacta elektrik ile manyetizmayi, elektromaneytizma altinda birlestirdiyse, 1960larin sonunda da elektromanyetizma ile zayif kuvvet daha genel bir cati altinda birlesti ve su an bu kuvvetlerin birbirinden oldukca farkli olmasi ise bu simetrinin kirilmasi ile aciklandi, nobeller geldi falan filan...(bkz: standard model) (bkz: higgs mekanizmasi) su anda teorik fizikteki problemlerden bir tanesi bu resmin icine guclu kuvveti * ve de yercekimini *** sokusturmak ve benzer bir simetri kirilmasi mekanizmasi ile bu kuvvetleri su anki gozlenen formlarina sokmak. bu simetri kirilmalarin, evrenin cok erken donemlerinde gerceklestiklerini belirtmekte de fayda var. 1970lere donersek; bu tarihlerde, ortaya atilan bu simetri kirilmasi modellerinin bir kisminda manyetik yuku olan parcaciklarin da oldugu farkedildi. bu monopoller yukarda anlattigim dirac monopellerinden farkli olarak herhangi bir singularite icermemekle beraber baska bir parcaciga bozunmalari da mumkun degil (****). bu acidan temel parcacik olarak kabul edilebilirler. yani eger yukarida bahsi gecen simetri kirilmlarinin oldugu donemde yaratildilarsa, hala evrende aylak aylak geziyor olmalari mumkunat dahilindedir. eger varlarsa, su anda kadar hicibirini gormemis olmamiz ise, muhtemelen oldukca seyrek olmalarindan kaynaklaniyor. onun da sebebi var ama cok yoruldum yazmaktan.. yalniz, eger gozlenirlerse, bu ikinci tip monopollerin, su anki parcacik fiziginin otesindeki modeller hakkinda bir bilgi verebilecek olmalari onemli.

    herneyse...yogun madde uygulamalarina gelirsek; burada yapilan sey, cesitli kristal yapilardaki elektronlari * monopolu andiracak sekilde sekillendirmekten ibaret. yani kristalin icinde mikroskopik bir arti kutup, bir eksi kutup ve aralarinda manyetik aki tasiyan ince bir ip yaratmak. bunlari yarattiktan sonra da cesitli katakullilerle bunlarin yogunlugunu, termodinamik cesitli ozelliklerini falan kontrol edebiliyor deneyci arkadaslarimiz. bahsi gecen ipteki aki ise belirli bir degeri aldiginda (2pi/e) bu ipin bir dirac ipi oldugunu tahmin etmissinizdir artik. yani bir nevi monopol kalpazanligi. fiziksel olarak oldukca ilginc ve dikkat cekici bir olay tabi, orasi ayri.

    sonuc olarak gozlendigi iddia edilen manyetik monopollerin hepsi aslinda farkli formlarda birer "mikroskopik miknatis"tir. dogan gorunumlu sahindir.

    gercek bir monopol, muhtemelen acayip bir kristalin icinde degil de yolunu kaybetmis, agir bir kozmik parcacik olarak bulunacaktir.

    biraz da matematiksel jargon:

    (*)bu islem bir holonomi grubu tanimlar. manyetik yuk ise bu grubun bir jeneratorudur.
    (**)bu islem de bir kohomoloji grubu tanimlar. manyetik yuk de bu grubun jeneratoru olarak dusunulebilir.
    (***)bu simetriler cesitli lie gruplari tarafindan yaratilir. temel parcaciklar ve kuvvet tasiyan parcaciklar ise bu gruplarin farkli represantasyonlarinin (turkce karsilik bulmak icin kasmadim, ustume gelmeyin) koklerine karsilik gelir.
    (****)her monopol konfigurasyonu belirli bir homotopi numarasi tasir ve bu da topolojik bir ozellik oldugundan fiziksel bir prosesin gerektirdigi gibi surekli bir sekilde degismesi mumkun degildir.
  • temel parçacık olarak dirac'ın öngördüğü şekilde gözlemlenmemişlerdir. son günlerde bulundu şeklinde haberler bose-einstein yoğunlaşmış bir gazın spinlerini monopol benzeri bir konuma getirebilmekle ilgilidir, yapay manyetik alan monopolu diyebiliriz, bu bakımdan bundan iki üç yıl önce spin ice malzemelerde bulunan monopol konfigürasyonundan farklı değildir durum. yapılan iş önemli olsa da deneyi 'manyetik monopol bulundu' diye duyuran basının yaptığı iş oyuncak arabalarını çarpıştırıp 'büyük trafik kazası oldu!' diye ortalığı telaşa veren yeğenin yaptığına benziyor.
  • doğada örneğine rastlanmamış kuramsal bir yapıdır.
    http://en.wikipedia.org/wiki/magnetic_monopole
hesabın var mı? giriş yap