首都大が磁気モノポールを発見!!! か?
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報道規制とあらゆるランキングの操作、CD等売上の捏造、サクラ動員の証拠画像等はこちら やっと気付いた「AKBに電通が絡んでる」ではなく「AKBの正体が電通」な件 その118 http://hayabusa3.2ch.net/test/read.cgi/morningcoffee/1329937920/ ようやく気付いたAKBに民主党が絡んでいる件 磁化が時間的に変化する状態(spin damping?)で 実効的に∇・B≠0な状態を作り出せるってことかな? いわゆる素粒子としての磁気モノポールとは違うもの http://togetter.com/li/265275 >実はこの論文の(わざとやっていると思われる)misleadingな点は, >広義の磁化N(=M \times Mdot)または補助場H >(外部磁場Bが存在しないので,H=B-Nは等価)で書くべき量を, >磁場B_Sと書いてしまっているところです. >太田浩一先生の電磁気学の教科書が実によくかけています. >束縛電流Jは常に磁化Nの回転で書くことができ, >補助場H=B-Nを定義するとGaussの法則からdivH=-divNが示されます. >つまりmonopole -divNから湧き出すのは補助場Hです. 終了 素粒子畑の(本当の田畑ではないよ。畑=〜方面の、〜専門家の言う、〜出身の) モノポールをご存知なのか? ディラック版モノポール ポリアコフ=トフーフト版モノポール ヒッグス場のつむじ それが白金でできる? ラベンダーでタイムトラベルができるというような。 60 名前:名無しのひみつ[sage] 投稿日:2012/02/27(月) 21:54:53.45 ID:XxFjXV5X 記事を単純に信じるなら、 「モノポールを真空中に作るには、膨大なエネルギーが必要だが、 特殊な界面では低エネルギーで生成することが出来ることを理論的に発見」 という研究かな。 でも、雑誌のレベル的に、そこまでセンセーショナルな研究ではない気がする…… >>9 の言うような、「擬似モノポール」なのか、 もしくは、似たような先行研究がすでにあるのか…… >>28 ,45,51 研究って、したことある……? 61 名無しのひみつ[sage] 投稿日:2012/02/27(月) 21:58:43.91 ID:4xDCvIld 論文の頭の方読むと、固体中では対称性の崩れとしてモノポールが現れるのが既知で HHM (hedgehog monopole)というのがもっともよく知られている、って書いてあるね。 つまり固体中のモノポール自体は今回初めての話ではなく、 磁石でスピン運動を減衰させ固体中にモノポールを生成する というネタかメカニズムが新規なのかなぁ。 63 名無しのひみつ[sage] 投稿日:2012/02/27(月) 22:03:03.47 ID:4xDCvIld >>9 のいう素粒子モノポールは GUT monopole (大統一理論モノポール) この論文で扱っているのは、それに対応する、SU(2)対称性崩れ版、てな話なのかなぁ。 65 名前:名無しのひみつ[] 投稿日:2012/02/27(月) 22:21:05.91 ID:xUU3aoDv 確かに The most well-known monopole in solids is the hedgehog monopole (HHM), which arises in magnetic materials; it is the SU(2) counterpart of the GUT monopole. って論文に書いてあるね 103 名前:名無しのひみつ[sage] 投稿日:2012/02/28(火) 09:17:18.37 ID:aTpnrDtN 物理学会などで発表を聞くことがあるのだが, この話で出てくるモノポールはDiracモノポールとは違う. したがって (真空中の) Maxwell方程式はdiv B=0から変化しない. 単に,物質中における実効的な磁場を計算したときにdiv Bが有限の値を持つという話. スピントロニクスでは,現象の理解を助けるためにスピン流の概念を多用するが, この分野で扱う強磁性体の有効ハミルトニアンは元々SU(2)対称性を破っているため スピン流が保存しない (スピントルク項と我々が呼んでいる項が残る). しかもスピントルク項は,モデルによって形を変える. 例えば,応用上重要なスピン軌道相互作用や,磁性不純物などが存在する場合など. 多々良等はこのような非保存量であるスピン流の概念から脱却し, 現象をモノポール流で理解&整理しようとしているように思える. 実際,本研究のモデルのように,SU(2)分子場+スピン軌道相互作用 (Rashba型) が入っていても モノポール流はカレント保存則を満たす. この点は理論として美しいのかもしれないが,如何せん何が起きているのかが見えづらい. また,Noetherカレントとして今回のモノポール流をはっきりと定義することにまだ成功していない. つまり,実際に電流をKeldysh Green函数法で計算するまで,モノポール流の保存則が成立することを確認する手立てはない. スピン流の連続の式はモデルによって変わってしまうのだが,極めて直感的で,定性的な理解と推論に役に立ってきている. 俺もスピン流で理解するのが好きなので,今のところモノポールで現象を整理しようとは思わない. 彼らが,モノポール流がスピン流よりも遙かに便利な概念であることをハッキリと示すまで, おそらくこの考え (というか結果の整理に過ぎないのだが) は広まらない. 実際,スピントロニクスでモノポール流じゃないと理解できない現象は未だ見つかっていない. 104 名前:名無しのひみつ[] 投稿日:2012/02/28(火) 09:24:23.81 ID:yEPXtDoU 爆笑田中はモノボール 224 名前:名無しのひみつ[sage] 投稿日:2012/02/29(水) 09:28:26.19 ID:O98A32Xl なんか一生懸命上から順に見て気になったところ書いてみたけど>>103 で非常に簡潔に説明されていたという(´・ω・`)まぁいいや >>Div B=0 他の人が書いてるように経験則であってモノポールが無いということを証明したわけではないです >>実物作れ モノポール由来の物理現象を観測すればいいんだけど今のところ全部「スピン流」と呼ばれる磁化の流れみたいなもので大体説明できてしまうから確証がないんです ただスピン流と違ってモノポール流は保存流なのでモノポール描像で今までのスピン流のいろんな現象が説明できたら理論家としてはちょっと嬉しいなという状況 「な・・なんだこれ、モノポールじゃないと説明できない!」という実験事実とかがあればいいんだけどね(´・ω・`) >>仮説だけで実験屋には責任を負わない そんなこと言われたら理論屋さんは既存の実験事実を説明するだけの論文しか書けなくなっちゃう >>N極とS極がどう分かれる? 分かれるんじゃなくて本質的に片方しか生成されないということです あとついでに言うと陽電子はスピン(小さい磁石)を持ってるだけなのでモノポールではありません >>磁性は電子の磁気モーメントで決まるからモノポールは無いんじゃない? 磁気モーメントは見方を変えれば単極磁荷がごく近いところにあるもの(電気双極子のアナロジー)とみなせるから別に変ではないです N極、S極を決めているのはスピンの向きというのはその通りでその向きを決めてるのが磁荷の符号・・・といえばいいのかな >>なんで白金? 白金はこの手の話で最も重要な「スピン軌道相互作用」と呼ばれる相互作用が強い物質だからです。金や白金のような重たい元素がいいんだって! >>永久機関 なんかちょくちょく見かけるけど永久機関自体熱力学の法則で無理だと証明されてるんだし関連性はないんじゃないかと思います あと最後にこの話の未だわからない部分は磁化が「運動してないと」モノポールが現れないということ 動的な系の中でしか現れないというのはなんか不思議ですね 228 名前:103[sage] 投稿日:2012/02/29(水) 11:19:55.64 ID:Ho2ly81l >>224 >あと最後にこの話の未だわからない部分は磁化が「運動してないと」モノポールが現れないということ >動的な系の中でしか現れないというのはなんか不思議ですね 磁化が運動している場合は,電流とスピン流が発生することが,少なくとも理論屋にとっては周知の事実となっている. 今回で注目する電流は次のプロセスで発生する電流: 磁化運動する→電子が磁化に飛ばされてスピン流が発生する→スピン軌道相互作用を介してスピン流の一部が電流に変化 (スピンホール効果) →電流が実効的な電場と磁場を作る→この磁場のダイバージェンスをとると有限になる,ということ. 論文 (http://jpsj.ipap.jp/link?JPSJ/81/033705/pdf ) を参照しながら細かい話をすると以下の通り. スピンホール効果の部分だが,それはスピン軌道相互作用の形を見れば定性的に理解できる. (2)式を見ると,電子の運動量p (電子の走る方向) とスピンσが外積で結合している. つまり,エネルギーが安定するようにするためには,σ=↑スピンの電子と↓スピンの電子で逆方向に走ればよいことがわかる. これが逆スピンホール効果で,電流がスピン流に変換される. この逆プロセスがスピンホール効果で,↑スピンの流れと↓スピンの流れから電流が生成される. 論文の第 (6) 式は電子密度の表式だが,ここに磁化の方向 M の時間微分 dM/dt (Mドットと書いてる) が含まれている (ちなみにこの表式はパッと見で間違っている→分母のDq^2τは間違いで本当はDq^2). そして論文の (7) 式が電流の表式だが,この部分にもすべての項に磁化方向の微分が含まれている. 最後の項が一見時間微分を含んでいないように見えるが, -D∇ρ は電子密度の拡散からくる寄与であり, 先に述べたように(6)式が時間微分を含んでいる. (6)と(7)式は,スピン軌道相互作用の強さを表すパラメータλ_Rとλ_iをゼロにすれば消えることから, (この電流成分については) スピン軌道相互作用が必須であることがわかる. (続き) このように,相対論的量子効果により,古典電磁気学では現れない電流が発生する. この電流が実効的な磁場B_sと電場E_sを生み出し (8式), 試しにその磁場B_sのダイバージェンスをとってみると有限になる (10式下). その意味で,この結果をモノポール密度であると解釈し,ρ_mと置く. ついでに実効電場と実効磁場を使ってFaradayの法則を立てると変なのが余るので,それをj_mと置く (10式上). j_mの正体は何か? それを解釈するためにモノポール密度ρ_mを時間微分してみる. なんとこの結果がj_mのダイバージェンスと一致し, dρ_m/dt+∇・j_m=0 というカレント保存則が成立する.この表式によりj_mは"モノポール流"と解釈することが可能となる. 実際,(10),(11)および(12)はこの論文の主要な結果 (central results) と書いている. 232 名前:103[sage] 投稿日:2012/02/29(水) 11:24:18.53 ID:Ho2ly81l 逆スピンホール効果とスピンホール効果を逆に書いちゃった.スマソ. 226 名前:名無しのひみつ[sage] 投稿日:2012/02/29(水) 10:16:08.91 ID:AUiM1pPl >>224 ものすごく大雑把に言うと 「電子軌道が際差運動することで片方の磁極のほうが強くなる」 みたいな話だと思っていい? 231 名前:名無しのひみつ[sage] 投稿日:2012/02/29(水) 11:23:47.72 ID:O98A32Xl >>226 いえ、歳差運動するのは磁化のほうです。電子はこの場合本質的には観測可能な物理量に変換するための道具です。 (とはいえ白金の持つ強いスピン軌道相互作用も必須ですが。。) あと磁性体の片方の磁極が強くなるのではなくて本当に単極の磁荷が現れるというのが主張です。 箇条書きで書くと ・スピン軌道相互作用の強い金属と強磁性をくっつけた系を用意する ・磁性体のほうの磁化を歳差運動させる(図1のぐるぐる回ってるMが磁化) ・すると金属と強磁性の界面にモノポール流(図1灰色矢印)、およびモノポール蓄積ができる ・・・というストーリーだったと思います。 私もまだこの話を100%理解してるわけではないので直観的な説明は残念ながらできません(´・ω・`) 239 名前:名無しのひみつ[sage] 投稿日:2012/02/29(水) 11:53:51.68 ID:Ho2ly81l [3/4] それで,モノポール流による解釈がどう優れているか?という点だが, まず,スピンホール効果や逆スピンホール効果による解釈は少々気に食わない点がある. それは,電流は保存則を満たしているのに,スピン流は保存則を満たしていないという点. つまり,電流が全てスピン流に相互変換できるなら,スピン流も保存しなければならない. 従って (逆) スピンホール効果は電流とスピン流とを一対一で変換させるものではないことが分かる. しかし,モノポール流は電流と同じ保存則を満たす. 更に,Maxwell方程式との整合性もよい. これが理論的に美しい. この話を聞いた人が「だからどうした?どうせ真空中のMaxwell方程式を変更するものではないんだろ?」 と思われるのは無理もない. とても美しいという点だけが今のところ取り柄なのだから. しかし,美しい結果を得るということは理論屋にとって最も喜ばしい成果の1つである. 多々良&竹内がdρ_m/dtと∇・j_mを別々に計算し,dρ_m/dt=-∇・j_mの式が成立することを知ったときの 喜びはすごいものだっただろうと思う.たぶん二人でその日のうちに酒を飲みに行ったと思う.俺も参加したい. 蛇足になるが,応用を考えると,保存則を満たす量というのは長距離伝送の可能性を秘めている. なぜなら,一度"流れ"が発生すると,その流れは保存するため,(dρ_m/dtがゼロになるなら) どこまでも流れていくことになる. もちろん,その点で吸収される効果がデカイ場合はその限りではない. そのため,dρ_m/dtを小さくする努力をすることで,モノポール流による情報伝達の可能性が示唆される. ちなみにスピン流は簡単に散乱されてしまうのでスピン流を遠くまで流すのは非常に困難 (強磁性金属で数百ナノメートル程度). 一番遠くまでスピン流が流せるのは,今のところ スピンゼーベック効果によるスピン流で,数ミリメートル程度 (目玉が飛び出るぐらいすごい). 240 名前:224[sage] 投稿日:2012/02/29(水) 11:55:38.74 ID:O98A32Xl >>228 素晴らしいご説明ありがとうございます。 なんか自分の説明が稚拙すぎて恥ずかしくなってきました。。(´・ω・`) あととんでもなく長い磁石のN極をS極にしたらどうなるかということですが 結論からいうと磁壁というものが形成されます。矢印の先端をN極とすると →→→//↑↑↑\\←←← こんな感じの磁化になります。これが磁壁です。 241 名前:224[sage] 投稿日:2012/02/29(水) 12:03:19.34 ID:O98A32Xl 連投失礼します。 >>239 保存流であるというのは大きいですよね。 実はそのことが先程の私のコメントと関連していたんですが 磁化のダイナミクスが入らない話、例えばスピンホールや逆スピンホール等では モノポールシナリオをどのように導入するのでしょうか? 243 名前:名無しのひみつ[sage] 投稿日:2012/02/29(水) 12:24:43.14 ID:Ho2ly81l [4/4] >>241 >保存流であるというのは大きいですよね。 ここが全然広報に書かれてないのが不思議なんだよな. 例えば電流と電子密度だが,導線の中では電子密度の時間微分がほぼゼロで, それが遠くの発電所から家庭まで電力が届く理由なのに. モノポール流もその可能性を秘めているんだから,もっと強調してもいい気がする. >磁化のダイナミクスが入らない話、例えばスピンホールや逆スピンホール等では >モノポールシナリオをどのように導入するのでしょうか? 今回の結果は,スピン軌道相互作用を1次,sd型相互作用を2次までとった摂動計算の結果 (だから,スピン軌道相互作用がないとゼロになるというのは当たり前なわけだが). あと,電子の緩和時間が∞の極限とか,フェルミエネルギーがすごいデカイとか近似している. この近似の下では,静的磁化からくる電流は (あったとしても) 主要項にはならない. 多々良&竹内が静的磁化からの寄与を論文に書いていないのは,静的磁場からの寄与では,有限のモノポール密度が出なかったからだとおもう. 色々なモデルでどうなるか?ってことだが,今のところ, まず電流と電流密度を適当なモデルの下に計算して,実効電場と実効磁場で書いて,実効磁場のダイバージェンスをとるという 面倒なことをする他無い. これが>>103 で書いた,Noetherカレントとしてモノポール流,Noetherチャージとしてモノポール密度を導入するのに成功していない, ということを反映した残念な点. 更に批判的な言い方をすると,多々良&竹内の書いているRashba型スピン軌道相互作用は,(線)運動量とスピンの結合であり, 本当のプラチナのatomicなスピン軌道相互作用とは状況が違う (プラチナは原子核内の相互作用が強いわけで,軌道角運動量とスピンが強く結合する). しかし,重要なことは電子の運動量とスピンが結合しているという点だから, プラチナに応用するというのは,まぁそんなに悪くないとも言える. 280 名前:224[sage] 投稿日:2012/03/01(木) 10:38:37.77 ID:vi9/i7JB [1/2] 試作しろ、実際に作れという書き込みが多かったのでちょっとコメント|ω・`) ある意味では実際にモノポールができていることは金属・強磁性接合のあの実験 で確かめられています。それはどういう意味かというと「スピン流」というもの が一切実在しないという仮定の下での話です。この場合はあのスピンポンピングの 実験はモノポールの存在を(間接的にですが)観測しているといってもいいんじゃないか と思います。 別の言い方をすると今回の論文で取り上げられている実験はスピン流では説明できるけど スピン流の話を出さずにモノポールを導入することでも説明できるぞ、ということです。 しかもモノポール流はスピン流と違ってきちんと保存流になっているので(ここ重要!) 今まで実態がなんだかよくわからなかったスピン流に関する話は実はモノポールで 綺麗に説明できるのかもしれないと期待されています。 しかし残念ながら現状ではスピン流では説明できなくてモノポールじゃないと 説明できない、という実験事実は無い(むしろスピン流じゃないと説明できない 現象のほうが多い)ので果たして本当にあの実験で「モノポールができてる」 と言っていいのかはわからないんです。 ちなみに球状に磁化させて云々の話ですが、そもそも球状に磁化させるための 磁場はモノポールが存在しないと用意できません。さもなければS極を内側に なるように手で強引に配置しようとしたところで静磁エネルギーが大損するので 磁化はただちに適当な方向に動いてしまいます。 274 名前:名無しのひみつ[sage] 投稿日:2012/03/01(木) 04:57:59.64 ID:VOaKDz5Y [1/2] 今さらながら気になったのは 電子サイズのdivを拾ったら 確率密度ぶんの電荷になるんだろうか? 281 名前:名無しのひみつ[] 投稿日:2012/03/01(木) 10:53:07.51 ID:FER5GIB2 モノポールが存在すれば、Maxwellの方程式が、電場と磁場で対照的な 形に書き換わるでOK? by F欄1年 294 名前:名無しのひみつ[sage] 投稿日:2012/03/01(木) 19:59:31.68 ID:uLcjsJMJ 白金って、レアアースじゃないの? 298 名前:名無しのひみつ[sage] 投稿日:2012/03/01(木) 20:52:51.62 ID:pHL07Jwt Nから出た磁力線はどこへ消えるんだ?これからしてわからん。 299 名前:224[sage] 投稿日:2012/03/01(木) 21:38:02.34 ID:vi9/i7JB [2/2] >>274 その発想はちょっと面白いなぁと思いました。しかし今のところ実は電子は 大きさが無いものとして考えられているので(基礎のほうでは内部構造などが あってどう捉えられているのか存じませんが少なくとも物性物理では電子は 「点」なので)、そういった操作はできません(´・ω・`) >>281 その通りです。 >>294 おっしゃる通り、レアメタルです(´・ω・`)もうちょい安いのがあればいいんですが。。。 >>298 電荷の場合を考えてみるとすぐわかります。+の電荷しかなければ電気力線は 四方八方に出て無限遠まで伸びますよね。これと全く同じことを考えれば、 磁気単極子から出た磁力線はやはり無限遠方まで伸びていきます。 めっさ貼られとるwwww >>11 >(ちなみにこの表式はパッと見で間違っている→分母のDq^2τは間違いで本当はDq^2) これは俺 (103) が間違ってた.ごめんなさい><. Dの定義を勘違いしてますた. これ実用化したら永久機関作れるんじゃないの? よく知らんけど >>6 >束縛電流Jは常に磁化Nの回転で書くことができ, >補助場H=B-Nを定義するとGaussの法則からdivH=-divNが示されます. >つまりmonopole -divNから湧き出すのは補助場Hです. いや違うだろ、Bでも構わんよ。 束縛電流(←変な呼称だな、磁化電流密度imでいいだろ)と それと等価は磁化ベクトルN(←これも普通はjとかだろ)との間にはrotN=μ0・imが成立するが(等価になるように成立させるというのが正しいが)、 それには次の2つを前提としている。 @磁化電流imは閉じている・・・外部に対してはNS極を有するのと同じ。 A磁化ベクトルNは両端にN・S極を有する。 だからこの磁化ベクトル自体がモノポールではないんだから、それを持ち出して Bではなくて「補助場Hです」とか言うのは理解が足りんだろ。磁化電流も閉じててNS極を有することから同じ。 divH=-divNは、あくまでモノポールではない普通の磁石での話にすぎんわ。 B = μ0・H + J divB = div(μ0・H)+divJ ここで、モノポールではない普通の磁石ならば、divB=0より divH = −divJ/μ0 = ρm/μ0 このρmは磁化によって現れる誘導(分極)磁極で、普通はほとんど磁石の表面に現れるもの。 あくまで、この関係はdivB=0を前提として得られるものだわな。 >大阪府三島郡島本町の小学校や中学校は、暴力イジメ学校や。 島本町の学校でいじめ・暴力・脅迫・恐喝などを受け続けて廃人になってしもうた僕が言うんやから、 まちがいないで。僕のほかにも、イジメが原因で精神病になったりひきこもりになったりした子が何人もおる。 教師も校長も、暴力やいじめがあっても見て見ぬフリ。イジメに加担する教師すらおった。 誰かがイジメを苦にして自殺しても、「本校にイジメはなかった」と言うて逃げるんやろうなあ。 島本町の学校の関係者は、僕を捜し出して口封じをするな。 >島本町って町は暴力とイジメと口裏合わせと口封じと泣き寝入りの町なんだなあ 子供の時に受けた酷いイジメの体験は、一生癒えない深い傷になる 暴力とイジメの町に巣食うヤクザ・チンピラ・ゴロツキ・不良・ いじめっ子・殺人鬼・ダニ・ ノミ・シラミなどを監視して非難するのは暮らしやすい町を作るのに必要だ 質問。 小学生の頃に思い付いたんだけど… 多角錐状で先端と底面で分極しているの永久磁石を、強力な接着剤で多数束ねてサッカーボール状にしたら、外側の球面が単一極になるよね? コレって、モノポールと言える? 磁気モノポールはない 終了 どうせ>>28 の類だろ 終わったスレをageるな すでに解説されてるのも読んどらん馬鹿を晒しとるぞ Maxwell方程式の rot の方は、電気⇔磁気 を入替えても不変。 また、div の方は (1)「粒子が電荷を担っていて、それが運動すると周りに磁場が発生する。」… divD=ρ、divB=0 (2)「粒子が磁荷を担っていて、それが周回すると周りに電場が発生する。」… divD=0、divB=σ のいずれかが可能 現在までに観測された粒子は(1) 物理学もおもしろいけどネットで儲かる方法とか グーグルで検索⇒『羽山のサユレイザ』 IHVY0 僕の知り合いの知り合いができた在宅ワーク儲かる方法 時間がある方はみてもいいかもしれません 検索してみよう『立木のボボトイテテレ』 LIS 多電子系の中でモノポールやらダークマターやらの挙動が見えるのは十分ありえる。 今回もそれだろおそらく でみんなびっくりして スノ打率少ないからな ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
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