備忘録2(モノポール)
磁石のS・Nは, 磁石を切り離しても分離できない。
磁気の最小単位は電子, 陽子などの素粒子が持つ磁気量である。
たとえば電子を考える。電子は自転しており, 全て同じ回転数で回転している(スピン)。
電気を持った電子が回転することで, 電気も回転し, 電気が動くことで電流が流れる。これにより電子は電磁石と化す。
電気は最小の電気を持った粒がもともと別々になっているので分離できる。
が, 磁気は, 最小の粒がもともとS・Nの性質を持つので分離のしようがない。
これは電気と磁気の大きな違いである。
しかしパウリという有名な物理学者はこのSとNは分離できるという理論を展開した。(理論だけで実験的には発見できていない)
そしてこれはS・Nが単独に存在するという意味でモノポールといわれる。
またなぜ実験的に発見できないかも分かっていて,
分離するには強いエネルギーが必要である。宇宙のどこかでこの現象が起こったとしても, 不安定ですぐに相互作用を起こして壊れてしまう。
モノポールが存在するとして, 簡単にコントロールできるようになると, 電磁気力と重力をある程度結びつけることが可能になる(統一理論)。
モノポールがあると重力がコントロールできる可能性がある。重力をコントロールできると, アインシュタインの理論より, 時間をコントロールできる可能性がある。
このことからモノポールが存在し, コントロールできるようになることでタイムトラベルが実現できる可能性がある。
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以上内容でした。
俺もタイムトラベラーになりたいなぁ...(遠い目)
備忘録(ダイナモ理論)
塾で物理を習っていて, 磁場の範囲に入った。
以下授業の内容を思い出しながら書いてみる。(間違っている部分があっても多少は許してください)
先生が言うには, 地球が大きな磁石である。という考えは間違いである。
磁石を考えると, 絶対零度においてはすべての分子が静止するため両端のS・Nの部分の性質だけが残って, 内部のS・Nは打ち消し合って無くなる。
温度を上げていくと, 分子は振動をし始め, 振動によってブレが生じることで内部のS・Nの性質がほんの少しだけ残るようになる。
さらに温度を上げていくと分子の振動が大きくなり, 磁石としての性質が全くなくなり, 磁石が壊れる。
あらゆる磁石において加熱をしてある温度Tc(Curry Temperature)に達すると磁石ではなくなる。
(※Tcは物体によって決まっている。普通の磁石ならばだいたい500℃。キュリー(夫)の名前から来ている。)
これを地球で考えると, 地球内部は非常に高温である(中心は6000℃)。 Tcを超えているため地球内部では磁石としての性質がない。
よって地球が大きな磁石であるという考えは間違いである。
ではなぜ地球が磁場を持つのか→ダイナモ理論という考え
ダイナモ理論とは
地球は自転している。
地球は地表, マントル, 核(鉄, 液体), 中心核(鉄やニッケル, 固体)で構成されている。
太陽や月の潮汐力によって波ができたり, 地表の砂が動いたりする。これは地球の自転を遅めようとしているもので, これにより地球の内側と外側の回転がずれる。
すると地球内部でこすれ合いが起こる。これによって地球が電気を持つようになる(下敷きをこすると静電気が発生するイメージ)。この+-が動くことで電流が発生する。このことから地球は大きな電磁石であると考えることができる。
電磁石では地球内部が高温でも性質が無くなることはない。
言い換えると, 小さい星は熱を放射して冷え切っている(たとえば月, 水星など)。
冷え切っているので熱の振動が起こらず, 回転しない。こすれ合いが起こらないので磁気を持たない。
また, 大きい星(たとえば太陽)は磁気が強い。
太陽では高温により, 気体分子が回転して電気をたくさん持つ。このことから電磁石の性質がものすごく強くなる。
太陽が作る磁場は, 太陽系の外側から来るような危ない放射線などを反射しており, 地球人が地球で暮らせるのは太陽の磁場のおかげである。
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以上, 授業内容を思い出しながら書いてみた。
すごい(小並感)。何を言ってるのかさっぱり分からなかったけど, 聞く分には楽しい。こういうのを聞いてると, 高専の物理の授業なんてのは退屈でつまらなく思えてしまうな...。
物理の担当教官はたしか宇宙物理学をやってたし, いろいろと聞いてみると面白そう。今度研究室凸ってみるか。
