Какие частицы вещества являются элементарными магнитами?

Анонимный вопрос
  · 836

Само понятие элементарных магнитов все еще является гипотезой. До сих пор нет доказательств что магнитные частицы привязаны к какому либо веществу или его частицам.

Комментировать ответ…
Вы знаете ответ на этот вопрос?
Поделитесь своим опытом и знаниями
Войти и ответить на вопрос
Читайте также

Объясните чайнику: если до Большого взрыва Вселенная была бесконечно мала, то как называлось то пространство, которое ее окружало?

PhD, senior scientist AI, неандерталец

Разум цепляется за привычное. Например, мы привыкли, что все тела падают вниз. Привыкли настолько, что в Англии, на родине Ньютона, еще в девятнадцатом веке огромной общественной популярностью пользовалась книга, в которой «доказывалось», что Земля — плоская, ведь иначе мы бы с нее упали. Раз она плоская, у нее должен быть край. Однако, путешествие Магеллана показало — если плыть все время на запад, то снова приплывешь в Европу, только уже с востока. Итак, Земля — шар, а с тем, что люди на другой стороне ходят «вверх ногами», придется смириться, хоть это и противоречит «здравому смыслу».

Ну, «здравый смысл» с тех пор кое-как примирился с законом всемирного тяготения, но теперь есть новая задача — понять, как Вселенная может быть ограниченной в объеме и при этом не иметь «краев» и чего-то «вне». Что ж, лучшая аналогия — это старые игры, где, выходя за конец экрана, какой-нибудь пэкмен, или диггер, или змейка, или Марио оказывались с противоположного. Для них, таким образом, края экрана не существовало.

Ограниченная по объему трехмерная вселенная — это нечто подобное. Представьте себе: вы находитесь в комнате, у которой как будто две двери в противоположных стенах. Вы открываете дверь и видите такую же комнату и себя со спины, открывающего дверь в следующей стене, за которой видна еще одна комната и еще один вы, и так далее. И за спиной у вас скрипнула дверь — на самом деле та же самая, потому что дверь — одна. И происходит это не потому, что существует бесконечное число вас, а потому что вселенная зациклена сама на себя — просто свет делает несколько кругов по этой вселенной прежде чем достичь ваших глаз. Если в этой нашей вселенной сделать скорость света, к примеру, один метр в секунду, то вы будете видеть себя в другой комнате уже с задержкой в несколько секунд. Теперь добавим еще двери, точнее, одну дверь двум другим стенам комнаты. А теперь — люк в полу и потолке с теми же эффектами.

А теперь — уберем стены, пол и потолок! И увидим многократные копии себя же через равные промежутки пространства. Хотя на самом деле эти копии настолько же реальны, насколько ваше отражение в зеркале — то, что мы видим в зеркале отраженную комнату, отнюдь не значит, что есть еще одна комната.

Поздравляю! Вот вы и очутились во вселенной с ограниченным объемом, но без краев и чего-то «вне». Это лишь один из вариантов, тороидальный. В сферической вселенной вы бы видели размытый образ себя во всем поле зрения — причем, считая, что угол обзора у нас 180°, вы бы видели в упор свой затылок, а в нижнем краю зрения — макушку, в верхнем — подошвы обуви, а по бокам — уши. Но это уже мелочи.

Почему так не происходит в нашей Вселенной? Дело в том, что она расширяется, и достаточно удаленные ее участки улетают от нас быстрее скорости света. В общем, даже если вселенная конечна, свет, испущенный нами или отраженный от нас, просто не имеет возможности к нам возвратиться. Это — большой вариант комнаты.

А теперь рассмотрим противоположный сценарий. Будем сжимать нашу комнату без стен. Вот нам уже в ней неуютно. Вот вы в нее уже не помещаетесь, вас прижимает носом к своему собственному затылку, который вы видите перед собой, и вы чувствуете затылком, как к нему прижало ваш же нос. Вот комната становится размером с атомное ядро... И вот мы приходим в состояние «сразу» после Большого Взрыва. «Сразу» заключено в кавычки, потому что время — это тоже лишь измерение пространства. Так что нет не только «вне» вселенной, но и «до» Большого Взрыва. Ну, то есть, в одной из моделей.

Вот, как-то так.

11 февраля 2016  · 44,4 K
Прочитать ещё 65 ответов

Из чего состоит магнитное поле ? Магнитное поле материя?

Понятие поля возникло как обходной маневр: мы можем определить математические закономерности, управляющие силовыми отношениями между токами (магнитное поле), между зарядами (электрическое поле), между массами (гравитационное поле и полене силс инерции), но не знаем, из чего "это" состоит. Идею "эфира" наука решила считать избыточной. Впрочем, понятие "физический вакуум" означает то же самое. Однако, развитие экспериментальных данных о строении вещества заставляет искать ответ на вопрос "из чего состоит". Так, когда стало ясно, что вещество состоит из заряженных электронов и заряженных ядер, а электроны имеют спиновый и орбитальный моменты (то есть, они являются токами), и могут в металлах перемещаться свободно, то некоторые парадоксы теории перестали быть парадоксами. Например, индукция в диске Фарадея. Одно дело объяснять на уровне мыслительных абстракций (вектор магнитной индукции поперек диска, скорость вращения диска ему перпендикулярна и т.д., и дальше барахтаемся, откуда индукция, если магнитное поле не меняется во времени). Совсем другое - понимать физический смысл процесса, а для этого надо знать, что из чего состоит. И тогда все проще: магнитный момент означает, что токи электронов в среднем сонаправлены и лежат в плоскости диска. Посколь мгновенная линейная скорость вращения этих токов всегда в точности равна скорости света (скорость электромагнитного импульса), то при вращении диска изменится радиальное распределение токов электронов; возникнет радиальная индукция. В случае электромагнитного поля уже можно ответить, что ИЗМЕНЕНИЕ поля состоит из бозонов: фотонов, частиц со спином единица. В веществе часть поля состоит из заряженных частиц фермионов: протонов и электронов. При этом частица, имеющая заряд, обязательно является током (имеет спин). Остается вопрос: из его состоит остальная часть поля, та самая, которая "в пустоте". Думаю, ответ на самом деле очевиден, но его принятие требует изменить само представление о пустоте. Если пустота это "не-частица" поля (не протон, не электрон), а для единства описания поле обязано состоять из фермионов не только в частицах, а его изменения описываются бозонами... то в стандартной модели есть всего одна подходящая частица. Нейтрино. Только тогда надо вернуться к представлению о том, что пустоты (вакуума) "вообще" не бывает. Есть конкретная пустота (пустота электрона = нейтрино). Нейтрино приобретает отрицательный заряд, становится электроном. При этом в так называемой пустоте (нейтринном веществе, оно же поле) возникает "дырка" это пи-плюс мезон. Дырка может стабилизироваться, это протон. При такой интерпретации понятно, что надо дальше изучать. Свойства нейтрино.

17 мая  · 2,1 K
Прочитать ещё 1 ответ

Воздействует ли магнитное поле, порожденное движущимся электроном вокруг ядра, на этот же самый электрон?

Аспирант Принстона, выпускник кафедры физики частиц и космологии МГУ

Именно магнитное поле нет, в системе отсчета заряда его нет. Но тут надо принять во внимание важный факт, что электрическое и магнитное поле - это одно и то же явление. Вот пусть у Вас есть заряд, который движется в магнитном поле и отклоняется в нем куда-то, магнитное поле отклоняет только движущиеся заряды и только в направлении перпендикулярном движению заряда и магнитному полю. Перейдем в систему отсчета самого заряда. Но на него явно действует какая-то сила, потому что он ускоряется, а ускорение - вещь инвариантная. Эта сила не может быть магнитной, потому что заряд покоится, но она очевидно зависит от величины заряда. Получается, что это электрическая сила. То есть магнитное поле в одной системе отсчета переходит в электрическое в другой и наоборот.

Это происходит из-за специальной теории относительности, связь достаточно сложная, и на пальцах ее не объяснишь. Проще всего ее понять для незаряженного проводника с током. Вокруг него есть магнитное поле, а значит для движущегося заряда в его системе отсчета должно быть и электрическое (если двигаться вдоль проводника). Откуда оно берется? Из-за релятивистского сокращения расстояний, как ни странно. В движущейся системе отсчета проводник будет выглядеть сжатым, но положительные покоящиеся относительно проводника ядра и движущиеся относительно проводника электроны будут двигаться с разной скоростью относительно заряда, а значит по-разному сожмутся. В итоге в системе отсчета заряда возникнет разница в плотности зарядов, проводник станет выглядеть заряженным, у него появится электромагнитное поле, которое и будет притягивать заряд. В системе отсчета проводника мы такой эффект назовем магнитным полем. Других простых примеров я не знаю.

Итак, если говорить о полноценном электромагнетизме, может ли электромагнитное поле заряда действовать на него самого? Ответ: да, конечно может и действует. В случае когда заряд движется с ускорением и излучает. Тогда электромагнитное (электрическое) поле направлено против движения заряда и тормозит его. Именно так заряд и теряет свою энергию при излучении, электромагнитные волны же уносят эту энергию прочь от заряда. 

Для полноты картины отмечу, что точечный равноускоренный заряд не испытывает торможения излучением. Это известный артефакт теории, возникает он от того, что у электромагнитного поля есть масса, а масса поля точечного заряда бесконечна. Решается он тем, что точечных классических зарядов в природе нет. Природа у нас квантовая, а на сверхмалых масштабах и при сверхбольших энергиях (например Планковских) мы вообще не знаем какая.

Откуда частицы берут энергию на взаимодействие между собой (электрическое, магнитное, гравитационное)?

Александр Мынов
Эксперт
1,2K
Физик. Натурфилософ. Просветленный.  · vk.com/nuclearbot

У нас во Вселенной ничего не стоит на месте и мы видим лишь малую часть нашей Вселенной так как ограничены не только трехмерным пространством, но и трехмерным мышлением. Космос постоянно разсширяется, возмозжно наша Вселенная сама куда-то "движется". Мы в трехмерном мире видим лишь искаженую поверхнность айсберга. Многое вообще никак не взаимодействует с нашим материальным трехмерным измерением. Много процессов происходит именно в других измерениях. Каждая частица постоянно движется и постоянно вращается. Еще много предстоит нам узнать и чем больше мы узнаем, те большие масштабы наших незнаний мы понимаем.

18 мая  · 168

Почему человек, имея в себе железо, не имеет магнитного поля? Ведь по логике, если частицы железа движутся - это и есть ток?

Naeel Maqsudov
Топ-автор
5,5K
IT, телеком, телефония, базы данных, интеграционные решения, естествознание...

В вопросе такая каша, что и не сообразишь, с какого края её лучше расхлебать. Давайте начнём с того, что в организме человека может быть до 4.5г железа, но нигде его нет в чистом виде. Примерно две трети из этого железа находятся в крови, остальное в кровотворной системе и мышцах. И везде железо входит всего лишь несколькими атомами в молекулы белка: гемоглобина, миоглобина и т.д. Молекула гемоглобина, например, не обладает магнитными свойствами. Т.е. железо в организме человека не образует никаких кусочков, которые в принципе могли бы быть намагничены. Всё железо в организме — это отдельно взятые атомы, которые входят в состав других молекул. Нет никаких «частиц железа», о которых Вы пишете.

Зайдём с конца вопроса: если частицы железа (которых в организме нет, как мы выяснили) движутся, то это никакой не ток. Ток — это движение ионов, электронов, в полупроводниках даже так называемых «дырок», но никак не просто частиц железа. В живом организме токи конечно есть, но они не протекают также как в электроприборах по каким-то там условным проводам. Токи в организме — это главным образом поляризация клеточной мембраны (электрическое возбуждение клетки), и распространение этого возбуждения по мембране, а также от одной клетки к другой. И в этом процессе больше химии чем электричества. Токи эти во-первых разнонаправлены (в одной клетке в одну сторону, в другой в другую), и постоянно меняются, а во-вторых, они протекают на ничтожное расстояние, и прекращаются, потом возникают вновь, чтобы течь в другую сторону (не обязательно противоположную). Так что в результате суммарное магнитное поле которое могло бы быть рождено этими токами нулевое. То есть никогда не выйдет, что в голове у человека, например, южный полюс в голове, а северный в ногах.

Ну и напоследок, как говорится, «шах и мат» :) несмотря на всё вышесказанное магнитное поле у человека таки есть. И оно не связано с железом, а именно с электрохимической активностью клеток. Уже даже есть игрушки, которые бесконтактно (по электромагнитной активности мозга) считывают импульсы, дифференцируют их и используют для дистанционного управления. https://www.youtube.com/watch?v=uehHMvhlBek

Прочитать ещё 3 ответа