แม่เหล็กขั้วเดียว

แม่เหล็กขั้วเดียว (อังกฤษ: Magnetic monopole) เป็นอนุภาคตามสมมุติฐานในการศึกษาฟิสิกส์ โดยกล่าวว่าเป็นแม่เหล็กที่มีเพียงเดียว (ดู สมการของแมกซ์เวลล์ เพิ่มเติมเกี่ยวกับขั้วแม่เหล็ก) ความสนใจในยุคใหม่คือแนวคิดที่กำเนิดจากทฤษฎีเกี่ยวกับอนุภาค โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ทฤษฎีการรวมแรงครั้งใหญ่ (grand unification theory) และ ซึ่งเป็นทฤษฎีที่ทำนายถึงการมีอยู่ของแม่เหล็กขั้วเดียว

สมมุติฐานแรกเกี่ยวกับแม่เหล็กขั้วเดียวตั้งขึ้นโดย ปีแยร์ กูรี ในปี ค.ศ. 1894 แต่ทฤษฎีควอนตัมว่าด้วยประจุแม่เหล็กเริ่มต้นจากบทความของ พอล ดิแรก เมื่อปี ค.ศ. 1931 ในบทความนี้ ดิแรกแสดงให้เห็นว่าการมีอยู่ของแม่เหล็กขั้วเดียวนั้นสอดคล้องกับสมการของแมกซ์เวลล์ก็ต่อเมื่อสามารถระบุปริมาณของประจุไฟฟ้าได้ นับแต่นั้นมากมีการวิจัยเพื่อค้นหาแม่เหล็กขั้วเดียวอย่างเป็นระบบ การทดลองในปี 1975 และปี 1982 ช่วยให้มองเห็นภาพเหตุการณ์ที่เป็นไปได้ว่าอาจจะตีความหมายถึงแม่เหล็กขั้วเดียว แต่ปัจจุบันนี้ถือว่าไม่นับรวมการทดลองเหล่านั้น

การตรวจจับแม่เหล็กขั้วเดียวยังคงเป็นปัญหาที่หาข้อยุติไม่ได้ในฟิสิกส์เชิงทดลอง แต่ในการศึกษาฟิสิกส์เชิงทฤษฎี มีอยู่หลายแนวคิดในยุคใหม่ๆ ซึ่งสันนิษฐานได้ว่ามันมีอยู่จริง โจเซฟ โพลชินสกี นักทฤษฎีสตริงผู้มีชื่อเสียง อธิบายถึงการมีอยู่ของแม่เหล็กขั้วเดียวว่า "หนึ่งในปริศนาฟิสิกส์ที่พนันได้อย่างปลอดภัยที่สุดว่าจะไม่มีวันมองเห็น" ในแบบจำลองบางแบบ ไม่สามารถจะสังเกตการณ์แม่เหล็กขั้วเดียวได้ เพราะมันมีมวลมากเกินกว่าที่จะสร้างขึ้นด้วยเครื่องเร่งอนุภาคได้ และยังมีจำนวนน้อยมาก หายากยิ่งในเอกภพจนเกินกว่าที่เครื่องตรวจจับอนุภาคจะสังเกตเห็น

อ้างอิง

1. Particle Data Group summary of magnetic monopole search
2. Wen, Xiao-Gang; Witten, Edward, Electric and magnetic charges in superstring models,Nuclear Physics B, Volume 261, p. 651-677
3. S. Coleman, The Magnetic Monopole 50 years Later, reprinted in Aspects of Symmetry
4. Pierre Curie, Sur la possibilité d'existence de la conductibilité magnétique et du magnétisme libre (On the possible existence of magnetic conductivity and free magnetism), Séances de la Société Française de Physique (Paris), p76 (1894). (ฝรั่งเศส)Free access online copy.
5. Paul Dirac, "Quantised Singularities in the Electromagnetic Field". Proc. Roy. Soc. (London) A 133, 60 (1931). Free web link.
6. P. B. Price; E. K. Shirk; W. Z. Osborne; L. S. Pinsky (25 August 1975). "Evidence for Detection of a Moving Magnetic Monopole". Physical Review Letters. American Physical Society. 35 (8): 487–490. doi:10.1103/PhysRevLett.35.487.
7. Blas Cabrera (17 May 1982). "First Results from a Superconductive Detector for Moving Magnetic Monopoles". Physical Review Letters. American Physical Society. 48 (20): 1378–1381. doi:10.1103/PhysRevLett.48.1378.
8. Milton, Kimball A. (June 2006). "Theoretical and experimental status of magnetic monopoles". Reports on Progress in Physics. 69 (6): 1637–1711. doi:10.1088/0034-4885/69/6/R02.
9. Polchinski, arXiv 2003

แหล่งข้อมูลอื่น

• Magnetic Monopole Searches (lecture notes)
• Particle Data Group summary of magnetic monopole search
• 'Race for the Pole' Dr David Milstead Freeview 'Snapshot' video by the Vega Science Trust and the BBC/OU.