Магниттік диполь: электр диполінің магниттік аналогы, магниттік моменттің негізгі қасиеті. Монопольдер, спин және конденсатталған материя жүйелері туралы ақпарат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Магниттік диполдың электрлік аналогы
Magnetic analogue of the electric dipole
Электромагнетизмде магниттік дипол – магниттік моменті тұрақты сақталып, көзінің мөлшері нөлге дейін азайтылған жабық электр тогы контурының немесе екі полюстің лимиті. Бұл электрлік диполдың магниттік аналогы, бірақ бұл аналогия толық емес. Атап айтқанда, электр зарядының магниттік аналогы – нағыз магниттік монополь табиғатта ешқашан байқалған емес. Дегенмен, магниттік монополь квазибөлшектері белгілі бір конденсирленген жүйелердің туындаған қасиеттері ретінде анықталды. Сонымен қатар, магниттік диполь моментінің бір түрі элементар бөлшектердің спині сияқты фундаменталды кванттық қасиетке байланысты. Магниттік монопольдердің жоқтығына байланысты, кез келген стационарлық магниттік көзден алыс қашықтықтағы магнит өрісі, сол диполь моментіне ие диполдің өрісіне ұқсайды. Диполь моменті жоқ жоғары реттік көздердің (мысалы, квадрупольдердің) өрісі, диполь өрісіне қарағанда қашықтықпен бірге тезірек нөлге қарай азаяды.
In electromagnetism, a magnetic dipole is the limit of either a closed loop of electric current or a pair of poles as the size of the source is reduced to zero while keeping the magnetic moment constant. It is a magnetic analogue of the electric dipole, but the analogy is not perfect. In particular, a true magnetic monopole, the magnetic analogue of an electric charge, has never been observed in nature. However, magnetic monopole quasiparticles have been observed as emergent properties of certain condensed matter systems. Moreover, one form of magnetic dipole moment is associated with a fundamental quantum property—the spin of elementary particles. Because magnetic monopoles do not exist, the magnetic field at a large distance from any static magnetic source looks like the field of a dipole with the same dipole moment. For higher order sources (e. g. quadrupoles) with no dipole moment, their field decays towards zero with distance faster than a dipole field does.
Шекті көздерден диполярлы өрістер
Магниттік скалярлық потенциал ψ, шекті көзден, бірақ оған сыртқы жағынан, көп полюстік қатар түрінде көрсетілуі мүмкін. Қатардағы әрбір мүшеге сәйкес момент және көзден r қашықтығымен төмендеудің ерекше жылдамдығына ие потенциал жатады. Монополь моменттері 1/r жылдамдығымен кемиді, диполь моменттері 1/r^(2) жылдамдығымен, квадруполь моменттері 1/r^(3) жылдамдығымен кемиді, және т.с.с. Реті жоғарылаған сайын, потенциалдың төмендеуі жылдамырақ болады. Магниттік көздерде байқалатын ең төменгі реттік мүше – дипольдық мүше болғандықтан, ол үлкен қашықтықтарда басымдық танытады. Сондықтан, үлкен қашықтықтан қарағанда кез келген магниттік көз сол магниттік моментіне тең диполь сияқты көрінеді.
The magnetic scalar potential ψ produced by a finite source, but external to it, can be represented by a multipole expansion. Each term in the expansion is associated with a characteristic moment and a potential having a characteristic rate of decrease with distance r from the source. Monopole moments have a 1/r rate of decrease, dipole moments have a 1/r^(2) rate, quadrupole moments have a 1/r^(3) rate, and so on. The higher the order, the faster the potential drops off. Since the lowest order term observed in magnetic sources is the dipole term, it dominates at large distances. Therefore, at large distances any magnetic source looks like a dipole of the same magnetic moment.