磁單極子面臨新的技術性難題

王旭東

(樂山師范學院，四川 樂山 614000)

1 引言

磁單極子也稱為磁荷，分為N 性與S 性兩種磁荷，它們遵守同性相斥，異性相吸規則；磁荷所產生的磁場線與電荷產生的電場線有相似之處。人們預言存在磁荷的的理由之一是對稱性，建立其概念的重要目的之一，是想要用磁荷所產生的純粹的某一性的磁場（線），取代傳統的磁場（線）。

存在磁單極的預言是狄拉克在1931 提出來的。“他根據量子力學研究一個磁單極子場中的單個電子時，發現角動量量子化要求基本電荷e和基本磁荷g之間有如下關系：eg=h/2(其中h=h/2π)。這樣,磁單極子的存在就能用來解釋電荷的量子化”[2]。狄拉克還預言：“從一個磁單極子發出的磁通量是g(4πr2)/r2=4πg=h/e=2φ0。這正好精確地等于超導的磁通量子φ0的兩倍”[2]。這又進一步增大了磁單極子存在的可能性，于是人們就大力地去尋找它，……，但是，到如今，還是沒有確切地找到它。

2 現實磁場線的結構

在此，先分析傳統的磁場（線）的結構。通常我們會認為磁場只有兩個極（N 極和S 極），當然這是從宏觀上或外觀上觀察到的結果，當我們進入或分析磁場的內部，將磁場線分割成無窮短后，它仍然具有N 極和S 極的磁極，我們可把這樣無窮短的磁極稱為“微磁極”，“微磁極”的結構就是“-N-S-”，當無數“微磁極”根據同性相斥，異性相吸規則，鏈接起來后，就形成由無數“微磁極”構成的磁鏈（-N-S-.-N-S-.-N-S-），最終形成互不交叉的、閉合的磁場線。在磁場線上的磁場方向是單向的，處處都有方向一致的“微磁極”，因此，我們可以在磁場線上的任何一處，都能判斷其磁場方向；