Тунгусское сияние

Магнитные монополи - "прочные", стабильные частицы. Поэтому в ранней "горячей" Вселенной магнитные монополи не только существовали в огромных количествах, но и постоянно в ней образовывались, рождались. Сейчас же наша Вселенная "остыла" - в результате грандиозного расширения ее средняя температура опустилась до 3 К. И магнитные монополи могут рождаться только в отдельных "горячих" точках например, вблизи черных дыр. А монополи - старожилы Вселенной (их называют реликтовыми) "рассредоточились" по безграничным просторам Вселенной. Сегодня известно, что такие частицы в природе могут быть крайне редкими (это следствие так называемых инфляционных моделей

раздувающейся Вселенной). Скажем, на Земле или во всей солнечной системе может находиться только один d-монополь. Попробуйте его найти!

Кроме того, тяжелые d-монополи должны быть тщательно "спрятанными" в недрах небесных тел - внутри планет или звезд. Сюда они неизбежно "упадут" после ионизационного торможения в межзвездной среде.

Но даже если d-монополи могут выскакивать из своей "гравитационной тюрьмы" (такую возможность ниже мы разбираем), они не могут быть зарегистрированы обычными ионизационными детекторами. А именно с помощью таковых их сегодня преимущественно ищут! К сожалению (для тех, кто так именно ищет) нерелятивистские d-монополи не ионизируют обычное вещество.

"Ловцы" же медленных монополей (с помощью сверхпроводящих индукционных детекторов) сегодня располагают ничтожной для поиска монополей суммарной (всемирной) чувствительной площадью - около 10 квадратных метров. Легко видеть, что при возможном потоке d-монополей порядка 10 штук на квадратном километре в год (эта цифра обоснована в опубликованных работах автора) "на отлов" одного d- монополя потребуется не менее 10 тысяч лет!

Некоторые "охотники" за монополями с помощью ионизационных или черенковских детекторов расчитывают их увидеть по излучению порождаемых d-монополями частиц высоких энергий. Такое, в принципе, возможно: когда монополь разрушает, например, протон на позитрон и нейтральный пион (процесс Рубакова-Кэллона), образуются ионизирующие частицы с суммарной энергией около 1 ГэВ.

Но, увы, монополи просто обязаны обрастать оболочками из заряженных частиц (см. ниже). Такого рода образования называют монопольными атомами и молекулами. Стационарная оболочка из протонов или даже атомных ядер вокруг d- монополя препятствует попаданию тех же протонов в зону действия процесса Рубакова-Кэллона (в зону активности лептокварков). Ничего с этим не поделаешь - действует электростатическое отталкивание одноименно заряженных частиц (кулоновский барьер).

Ситуация столь безрадостна? Нет. Просто нужно искать другие "неточечные", недираковские монополи. Их можно (и нужно) обнаружить по удивительным свойствам, к которым мы перейдем ниже.

А тем, кто заинтересовался дираковскими магнитными монополями, рекомендуем научную книгу (увы, на английском языке): "Theory and detection of magnetic monopoles in gauge theories". Edit. N.Craigie, 1986. World Scientific Publ.Co. Singapore (автор в свое время с удовольствием читал ее в Российской государственной библиотеке - в бывшей "ленинке"). Монополь - "магнитная звезда". Любой ненулевой магнитный заряд - источник целого числа квантов магнитного потока. Например, магнитный монополь Дирака - источник 2п квантов магнитного потока Ф (где п = 1,2,3,...), а "обобщенный" заряд е* - п квантов Ф*. JTO сразу же следует из теоремы Остроградского - Гаусса для магнитных зарядов. Но можно обойтись и без использовании интегралов:

Поместим, например, монополь Дирака в центре сферы с радиусом г.

Площадь сферы S = 4лг^ на поверхности сферы S напряженность магнитного поля Н = Сд/г^ = Фд/2т-2. Следовательно, магнитный поток монополя Ф = HS = Фд2п, что и требовалось определить.

Значит, при п = Id- монополь - источник двух квантов магнитного потока - из него "исходят" (или в него "входят") две силовых линии магнитного поля, два флюксоида.

При п = 2 d- монополь похож на "звездочку" из четырех силовых линий ("крест"), а при п = 3 это "шестилучевая звездочка" с лучами флюксоидами. И так далее.

Естественно, что при наличии системы магнитных монополей мы получим ветвящуюся магнитную цепь флюксоидов.

Флюксы - продукт "материализации" флюксоидов

Необходимость появления материи из флюксов. Проделаем мысленный эксперимент: будем "бросать" на монополь Дирака электрически заряженные частицы с

вым магнитным дипольным моментом (это частицы с ненулевым спином, например, электроны и кварки).

Такие частицы - магнитики будут и сами притягиваться к монополю из-за магнитного взаимодействия с ним (так притягиваются железные опилки к магниту). Кроме того, "притянутые" монополем частицы могут вращаться под действием силы Лоренца, охватывая своей траекторией, как мы знаем, целое число квантов магнитного потока. В результате флюксоиды окажутся окруженными вращающимися облаками заряженных частиц.

Легко видеть, что эти облака заряженных частиц сосредоточатся вдоль флюксоидов и сформируют около них длинные цилиндрические вихри.