Magneți permanenți: principiu de funcționare, producție și utilizare. Cum funcționează un magnet

Este greu de găsit o astfel de zonă în care să nu existe aplicație pentru magneți. Jucăriile educaționale, accesoriile utile și echipamentele industriale sofisticate sunt doar câteva dintre gama cu adevărat vastă de cazuri de utilizare. În același timp, puțini oameni știu cum sunt aranjați magneții și care este secretul gravitației lor. Pentru a răspunde la aceste întrebări, trebuie să vă scufundați în elementele de bază ale fizicii, dar nu vă faceți griji - scufundarea va fi de scurtă durată și superficială. Dar după ce te-ai familiarizat cu teoria, vei afla în ce constă un magnet, iar natura forței sale magnetice va deveni mult mai clară pentru tine.

Electronul este cel mai mic și mai simplu magnet

Orice substanță este formată din atomi, iar atomii, la rândul lor, sunt formați dintr-un nucleu, în jurul căruia se rotesc particulele încărcate pozitiv și negativ - protoni și electroni. Subiectul nostru de interes sunt tocmai electronii. Mișcarea lor creează un curent electric în conductori. În plus, fiecare electron este o sursă miniaturală a unui câmp magnetic și, de fapt, cel mai simplu magnet. Cu toate acestea, în compoziția majorității materialelor, direcția de mișcare a acestor particule este haotică. Drept urmare, taxele lor se echilibrează reciproc. Și când direcția de rotație a unui număr mare de electroni pe orbitele lor coincide, atunci apare o forță magnetică constantă.

Dispozitiv cu magnet

Deci, ne-am dat seama de electroni. Și acum suntem foarte aproape de a răspunde la întrebarea cum funcționează magneții. Pentru ca materialul să atragă bucata de fier de rocă, direcția electronilor din structura sa trebuie să coincidă. În acest caz, atomii formează regiuni ordonate numite domenii. Fiecare domeniu are o pereche de poli: nord și sud. Prin ele trece o linie constantă de mișcare a forțelor magnetice. Ei intră în polul sud și ies din polul nord. Un astfel de dispozitiv înseamnă că polul nord va atrage întotdeauna polul sud al altui magnet, în timp ce polii cu același nume se vor respinge.

Cum un magnet atrage metalele

Nu toate substanțele sunt afectate de forța magnetică. Pot fi atrase doar câteva materiale: fier, nichel, cobalt și metale din pământuri rare. O bucată de fier de rocă nu este un magnet natural, dar atunci când este expusă unui câmp magnetic, structura sa este rearanjată în domenii cu poli nord și sud. Astfel, oțelul poate fi magnetizat și își poate păstra structura schimbată pentru o lungă perioadă de timp.

Cum sunt fabricați magneții

Ne-am dat deja seama în ce constă magnetul. Este un material în care direcționalitatea domeniilor este aceeași. Un câmp magnetic puternic sau un curent electric poate fi folosit pentru a conferi aceste proprietăți rocii. În acest moment, oamenii au învățat cum să producă magneți foarte puternici, a căror forță de atracție este de zeci de ori mai mare decât propria greutate și persistă de sute de ani. Aceștia sunt supermagneți de pământuri rare pe bază de aliaj de neodim. Astfel de articole cu o greutate de 2-3 kg pot ține obiecte care cântăresc 300 kg sau mai mult. În ce constă un magnet de neodim și ce cauzează astfel de proprietăți uimitoare?

Oțelul simplu nu este potrivit pentru realizarea cu succes a produselor cu gravitație puternică. Acest lucru necesită o compoziție specială care vă va permite să organizați domeniile cât mai eficient posibil și să păstrați stabilitatea noii structuri. Pentru a înțelege în ce constă un magnet de neodim, imaginați-vă o pulbere metalică de neodim, fier și bor, care, folosind instalații industriale, va fi magnetizată de un câmp puternic și sinterizată într-o structură rigidă. Pentru a proteja acest material, acesta este acoperit cu o manta rezistenta galvanizata. Această tehnologie de producție face posibilă obținerea de produse de diferite dimensiuni și forme. În sortimentul magazinului online World of Magnets veți găsi o mare varietate de produse magnetice pentru muncă, divertisment și viața de zi cu zi.

Când un magnet atrage obiecte metalice spre sine, pare a fi o magie, dar, în realitate, proprietățile „magice” ale magneților sunt asociate doar cu organizarea specială a structurii lor electronice. Deoarece un electron care se rotește în jurul unui atom creează un câmp magnetic, toți atomii sunt magneți mici; cu toate acestea, în majoritatea substanțelor, efectele magnetice dezordonate ale atomilor se contrabalansează reciproc.

Situația este diferită la magneți, ale căror câmpuri magnetice atomice sunt aliniate în regiuni ordonate numite domenii. Fiecare astfel de zonă are un pol nord și un pol sud. Direcția și intensitatea câmpului magnetic este caracterizată de așa-numitele linii de forță (prezentate cu verde în figură), care ies din polul nord al magnetului și intră în cel sud. Cu cât liniile de forță sunt mai dense, cu atât magnetismul este mai concentrat. Polul nord al unui magnet atrage polul sud al celuilalt, în timp ce cei doi poli cu același nume se resping reciproc. Magneții atrag doar anumite metale, în principal fier, nichel și cobalt, numite feromagneți. Deși feromagneții nu sunt magneți naturali, atomii lor se rearanjează în prezența unui magnet în așa fel încât polii magnetici să apară în corpurile feromagnetice.

Lanț magnetic

Atingerea capătului magnetului cu clemele metalice face ca fiecare clemă să aibă un pol nord și sud. Acești poli sunt orientați în aceeași direcție ca și magnetul. Fiecare clip a devenit un magnet.

Nenumărați magneți mici

Unele metale au o structură cristalină formată din atomi grupați în domenii magnetice. Polii magnetici ai domeniilor au de obicei direcții diferite (săgeți roșii) și nu au un efect magnetic net.

Formarea unui magnet permanent

De obicei, domeniile magnetice ale fierului sunt orientate la întâmplare (săgeți roz), iar magnetismul natural al metalului nu apare.
Dacă aduceți un magnet mai aproape de fier (bară roz), domeniile magnetice ale fierului încep să se alinieze de-a lungul câmpului magnetic (linii verzi).
Majoritatea domeniilor magnetice ale fierului se aliniază rapid de-a lungul liniilor de forță ale câmpului magnetic. Drept urmare, fierul însuși devine un magnet permanent.

Înțelegerea noastră a structurii de bază a materiei a evoluat treptat. Teoria atomică a structurii materiei a arătat că nu totul în lume este aranjat așa cum pare la prima vedere și că dificultățile de la un nivel sunt ușor de explicat la nivelul următor de detaliu. De-a lungul secolului XX, după descoperirea structurii atomului (adică după apariția modelului Bohr al atomului), eforturile oamenilor de știință s-au concentrat pe rezolvarea structurii nucleului atomic.

Inițial, s-a presupus că în nucleul atomic există doar două tipuri de particule - neutroni și protoni. Cu toate acestea, începând cu anii 1930, oamenii de știință au început să obțină din ce în ce mai mult rezultate experimentale care erau inexplicabile în cadrul modelului Bohr clasic. Acest lucru i-a condus pe oamenii de știință la ideea că, de fapt, nucleul este un sistem dinamic de diferite particule, a căror formare rapidă, interacțiune și dezintegrare joacă un rol cheie în procesele nucleare. La începutul anilor 1950, studiul acestor particule, așa cum erau numite particule elementare, a ajuns în prim-planul științei fizice.”
elementy.ru/trefil/46
„Teoria generală a interacțiunilor se bazează pe principiul continuității.

Primul pas în crearea unei teorii generale a fost materializarea principiului abstract al continuității în lumea reală pe care o observăm în jur. Ca urmare a unei astfel de materializări, autorul a ajuns la concluzia despre existența structurii interne a vidului fizic. Vidul este un spațiu umplut continuu cu particule fundamentale - bioni - diverse mișcări, aranjamente și asocieri ale cărora pot explica toată bogăția și diversitatea naturii și a minții.

Ca urmare, a fost creată o nouă teorie generală, care, pe baza unui principiu, și, prin urmare, identice, consistente și legate logic (material) și nu particule virtuale, descrie fenomenele naturii și fenomenele omului. minte.
Teza principală este principiul continuității.

Principiul continuității înseamnă că niciun proces existent efectiv în natură nu poate începe spontan și nu se poate termina fără urmă. Toate procesele care pot fi descrise prin formule matematice pot fi calculate numai folosind dependențe sau funcții continue. Toate schimbările au motivele lor, viteza de transmitere a oricăror interacțiuni este determinată de proprietățile mediului în care obiectele interacționează. Dar aceste obiecte în sine, la rândul lor, schimbă mediul în care se află și interacționează.
\
Câmpul este un set de elemente pentru care sunt definite operații aritmetice. Câmpul este, de asemenea, continuu - un element al câmpului trece fără probleme în altul, granița dintre ele nu poate fi specificată.

Această definiție a domeniului decurge și din principiul continuității. Ea (definiția) necesită o descriere a elementului responsabil pentru tot felul de câmpuri și interacțiuni.
În teoria generală a interacțiunilor, spre deosebire de teoriile dominante în prezent, mecanica cuantică și teoria relativității, un astfel de element este definit în mod explicit.
Acest element este bion. Întregul spațiu al Universului și vidul și particulele sunt compuse din bioni. Bionul este un dipol elementar, adică o particulă constând din două sarcini conectate de aceeași dimensiune, dar cu semn diferit. Sarcina totală a bionului este zero. Dispozitivul detaliat al bionului este afișat pe pagina Structura vidului fizic.
\
Este imposibil să se indice limitele bionului (o analogie de înțeles cu atmosfera Pământului, a cărei graniță nu poate fi determinată cu precizie), deoarece toate tranzițiile sunt foarte, foarte netede. Prin urmare, practic nu există frecare internă între bioni. Cu toate acestea, efectul unei astfel de „frecări” devine vizibil la distanțe mari și îl observăm ca o deplasare spre roșu.
Câmpul electric în teoria generală a interacțiunilor.
Existența unui câmp electric în orice zonă a spațiului va reprezenta o zonă de bioni localizați coordonat și într-un anumit fel orientați.
b-i-o-n.ru/_mod_files/ce_image ...
Câmp magnetic în teoria generală a interacțiunilor.
Câmpul magnetic va reprezenta o anumită configurație dinamică a locației și mișcării bionilor.
b-i-o-n.ru/theory/elim/

Un câmp electric este o regiune a spațiului în care vidul fizic are o anumită structură ordonată. În prezența unui câmp electric, vidul exercită o forță asupra sarcinii electrice de testare. Acest efect se datorează locației bionilor în această zonă a spațiului.
Din păcate, încă nu am reușit să pătrundem în secretul modului în care funcționează o sarcină electrică. În caz contrar, se obține următoarea imagine. Orice sarcină, să fie negativă de exemplu, creează următoarea orientare a bionilor în jurul său - un câmp electrostatic.
Partea principală a energiei aparține încărcăturii, care are o anumită dimensiune. Iar energia câmpului electric este energia aranjamentului ordonat al bionilor (fiecare ordin are o bază energetică). De asemenea, este clar cât de îndepărtate se „simt” unele pe altele. Aceste „organe sensibile” sunt bioni orientați într-un anumit fel. Mai notăm o concluzie importantă. Viteza de stabilire a câmpului electric este determinată de viteza de rotație a bionilor astfel încât aceștia să devină orientați în raport cu sarcina, așa cum se arată în figură. Și asta explică de ce viteza de stabilire a câmpului electric este egală cu viteza luminii: în ambele procese, bionii trebuie să-și transfere rotația unul altuia.
Făcând următorul pas ușor, putem spune cu încredere că câmpul magnetic este următoarea configurație dinamică a bionilor.
b-i-o-n.ru/theory/elim

De remarcat că câmpul magnetic nu se manifestă în niciun fel până când nu există obiecte asupra cărora poate acționa (un ac de busolă sau o sarcină electrică).
Principiul suprapunerii câmpului magnetic. Axele de rotație ale bionilor ocupă o poziție intermediară, în funcție de direcția și puterea câmpurilor care interacționează.
Acțiunea unui câmp magnetic asupra unei sarcini în mișcare.
"
Câmpul magnetic nu acționează asupra unei sarcini de repaus, deoarece bionii care se rotesc vor crea oscilații ale unei astfel de sarcini, dar nu putem detecta astfel de oscilații din cauza micii lor.

În mod surprinzător, în nici un manual nu am găsit un răspuns, ci chiar o întrebare care ar trebui să apară în mod evident la oricine începe să studieze fenomenele magnetice.
Aceasta este întrebarea. De ce momentul magnetic al unui circuit cu curent nu depinde de forma acestui circuit, ci depinde doar de aria lui? Cred că o astfel de întrebare nu se pune tocmai pentru că nimeni nu știe răspunsul la ea. Când ne bazăm pe ideile noastre, răspunsul este evident. Câmpul magnetic al circuitului este suma câmpurilor magnetice ale bionilor. Și numărul de bioni care creează un câmp magnetic este determinat de aria circuitului și nu depinde de forma acestuia. "
Dacă priviți mai larg, fără a intra în teorie, un magnet funcționează prin pulsarea unui câmp magnetic. Datorită acestei pulsații, mișcării ordonate a particulelor de forță, ia naștere o forță generală care acționează asupra obiectelor mediului. Impactul este purtat de un câmp magnetic, în care particulele și cuantele pot fi, de asemenea, eliberate.
Teoria bionilor distinge bionul ca particulă elementară. Puteți vedea cât de fundamental este.
Teoria gravitonilor spațiali alocă un cuantum al întregului univers graviton. Și dă legile fundamentale care guvernează universul.
n-t.ru/tp/ns/tg.htm Teoria spațiului graviton
„Dialectica dezvoltării științei constă în acumularea cantitativă a unor astfel de concepte abstracte („demoni”) care descriu tot mai multe legi noi ale naturii, care la un anumit stadiu atinge un nivel critic de complexitate. Rezolvarea unei astfel de crize invariabil. necesită un salt calitativ, o revizuire profundă a conceptelor de bază, înlăturând „demonicitatea” din abstracțiile acumulate, dezvăluind esența conținutului acestora în limbajul unei noi teorii generalizatoare.
*
TPG postulează existența fizică (actuală) a unui spațiu tranzitiv, ale cărui elemente, în cadrul acestei teorii, sunt numite gravitoni.
*
Acestea. presupunem că spațiul fizic al gravitonilor (GG) este cel care asigură interconectarea universală a obiectelor fizice disponibile cunoștințelor noastre și este acea substanță minimă necesară, fără de care cunoașterea științifică este imposibilă în principiu.
*
TPG postulează discretitatea și indivizibilitatea fundamentală a gravitonilor, absența oricărei structuri interne a acestora. Acestea. gravitonul din TPG acţionează ca o particulă elementară absolută, apropiată în acest sens de atomul lui Democrit. În sens matematic, gravitonul este o mulțime goală (mulțime nulă).
*
Principala și singura proprietate a gravitonului este capacitatea sa de a se copia, generând un nou graviton. Această proprietate definește o relație strictă de ordine imperfectă pe mulțimea PG: gi< gi+1, где gi – гравитон-родитель и gi+1 – дочерний гравитон, являющийся копией родителя. Это отношение интенсионально определяет ПГ как транзитивное и антирефлексивное множество, из чего следует также его асимметричность и антисимметричность.
*
TPG postulează continuitatea și densitatea limită a PG, umplând întregul Univers cognoscibil în așa fel încât orice obiect fizic din acest Univers să poată fi asociat cu un subset nevid al PG, care determină în mod unic poziția acestui obiect în PG și, prin urmare, în Univers.
*
PG este un spațiu metric. Ca metrică naturală a PG se poate alege numărul minim de tranziții de la un graviton vecin la altul, care este necesar pentru a închide lanțul tranzitiv care leagă o pereche de gravitoni, distanța între care determinăm.
"
Proprietățile gravitonului ne permit să vorbim despre natura cuantică a acestui concept. Gravitonul este un cuantum de mișcare, care se realizează în actul de a se copia prin graviton și „nașterea” unui nou graviton. În sens matematic, acest act poate fi asociat cu adăugarea unuia la numărul natural deja existent.
"
O altă consecință a mișcării proprii a PG sunt fenomenele de rezonanță care generează particule virtuale elementare, în special fotonii de radiație relicve.
*
Folosind conceptele de bază ale TPG, am construit un model fizic al spațiului, care nu este un depozit pasiv al altor obiecte fizice, ci el însuși se schimbă și se mișcă în mod activ. Din păcate, niciun dispozitiv imaginabil nu ne va oferi posibilitatea de a investiga direct activitatea GES, deoarece gravitonii pătrund în toate obiectele, interacționând cu cele mai mici elemente ale structurii lor interne. Cu toate acestea, putem obține informații semnificative despre mișcarea gravitonilor examinând regularitățile și fenomenele de rezonanță ale așa-numitei radiații relicte, care este în cea mai mare măsură determinată de activitatea GES.
*
Natura interacțiunii gravitaționale

„Faptul că gravitația ar trebui să fie un atribut intern, integral și esențial al materiei, permițând astfel oricărui corp să acționeze asupra altuia la distanță prin vid, fără niciun intermediar prin care și prin care acțiunea și forța să poată fi transmise de la un corp la altuia, mi se pare o absurditate atât de flagrantă încât, în convingerea mea profundă, nici o singură persoană, în vreun fel experimentată în chestiuni filozofice și înzestrată cu capacitatea de a gândi, nu va fi de acord cu ea.” (din scrisoarea lui Newton către Richard Bentley).
**
În cadrul TPG, gravitația își pierde natura de forță și este complet definită tocmai ca regularitatea mișcării obiectelor fizice care „leagă” gravitonii liberi cu întregul volum al structurii lor interne, întrucât gravitonii pătrund liber în orice obiect fizic, fiind integral. elemente ale structurii sale interne. Toate obiectele fizice „absorb” gravitonii, distorsionând proliferarea izotropă a PG, tocmai din această cauză, obiectele spațiale destul de apropiate și masive formează clustere compacte, având timp să compenseze expansiunea PG în interiorul clusterului. Dar aceste grupuri în sine, separate de astfel de volume de PG, a căror proliferare nu sunt în măsură să compenseze, se împrăștie cu atât mai repede, cu atât acest volum de PG-uri este mai mare separându-le. Acestea. unul și același mecanism determină atât efectul de „atracție”, cât și efectul împrăștierii galaxiilor.
***
Să luăm acum în considerare mai detaliat mecanismul de „absorbție” a gravitonilor de către obiectele fizice. Intensitatea unei astfel de „absorbții” depinde în esență de structura internă a obiectelor și este determinată de prezența unor structuri specifice în această structură, precum și de numărul acestora. „Absorbția” gravitațională a unui graviton liber este cel mai simplu și mai slab dintre astfel de mecanisme, care nu necesită structuri speciale; un singur graviton este implicat în actul unei astfel de „absorbții”. Orice alt tip de interacțiune folosește particulele de interacțiune corespunzătoare acestui tip, definite pe un anumit subset de gravitoni, prin urmare eficiența unei astfel de interacțiuni este mult mai mare, în actul interacțiunii mulți gravitoni sunt „absorbiți” împreună cu o particulă definită pe ei. . Rețineți, de asemenea, că în astfel de interacțiuni, unul dintre obiecte ar trebui să joace același rol ca PG în interacțiunea gravitațională, adică. trebuie să genereze din ce în ce mai multe particule ale acestei interacțiuni, folosind pentru această activitate structurile foarte specifice pe care le-am menționat mai sus. Astfel, schema generală a oricărei interacțiuni rămâne întotdeauna aceeași, iar puterea interacțiunii este determinată de „volumul” particulelor de interacțiune și de activitatea sursei care le generează.”
Se poate înțelege interacțiunea magnetică prin modelul de generare și absorbție a particulelor elementare ale unui câmp magnetic. Mai mult, particulele au frecvențe diferite, și de aceea câmpul potențial este compus, format din nivelurile de intensitate, curcubeul. Particulele „plutesc” pe aceste niveluri. Ele pot fi absorbite de alte particule, de exemplu, ionii rețelei cristaline a unor metale, dar efectul câmpului magnetic asupra lor va continua. Metalul este atras de corpul magnetului.
Teoria superstringurilor, în ciuda numelui său, oferă o imagine clară a lumii. Mai bine: identifică multe traiectorii de interacțiune în lume.
ergeal.ru/other/superstrings.htm Teoria superstringurilor (Dmitri Polyakov)
„Așadar, șirul este un fel de creație primară în universul vizibil.

Acest obiect nu este material, cu toate acestea, poate fi imaginat aproximativ sub forma unui fel de fir întins, frânghie sau, de exemplu, a unei coarde de vioară care zboară în spațiu-timp zece-dimensional.

Zburând în zece dimensiuni, acest obiect extins experimentează și vibrații interne. Toată materia provine din aceste vibrații (sau octave) (și, după cum se va dovedi mai târziu, nu numai materia). Acestea. toată varietatea de particule din natură sunt doar octave diferite ale unei creații primordiale totale - șiruri. Un bun exemplu de două astfel de octave diferite care emană dintr-un singur șir este gravitația și lumina (gravitoni și fotoni). Aici, totuși, există unele subtilități - este necesar să se facă distincția între spectrele șirurilor închise și deschise, dar acum aceste detalii trebuie să fie omise.

Deci, cum să studiem un astfel de obiect, cum apar zece dimensiuni și cum să găsim compactarea corectă a zece dimensiuni în lumea noastră cu patru dimensiuni?

În imposibilitatea de a „prinde” sfoara, îi urmăm urmele și îi examinăm traiectoria. Așa cum traiectoria unui punct este o linie curbă, traiectoria unui obiect (șir) extins unidimensional este o SUFAFAȚĂ bidimensională.

Astfel, din punct de vedere matematic, teoria corzilor este dinamica suprafețelor aleatoare bidimensionale imbricate într-un spațiu de dimensiuni superioare.

Fiecare astfel de suprafață se numește FOIA LUMII.

În general, tot felul de simetrii joacă un rol extrem de important în Univers.

Din simetria unui anumit model fizic, este adesea posibil să se tragă cele mai importante concluzii despre dinamica (modelului), evoluția, mutația acestuia etc.

În Teoria Corzilor, o astfel de simetrie de bază este așa-numita. INVARIANȚA REPARAMETRIZĂRII (sau „grup de difeomorfisme”). Această invarianță, vorbind foarte aproximativ și aproximativ, înseamnă următoarele. Imaginați-vă mental un observator care „s-a așezat” pe una dintre foile lumii, „măturat” de o sfoară. În mâinile sale este o riglă flexibilă, cu ajutorul căreia examinează proprietățile geometrice ale suprafeței Listei Mondiale. Deci - proprietățile geometrice ale suprafeței, evident, nu depind de gradarea riglei. Independența structurii Listei Mondiale față de scara „conductorului mental” se numește Invarianță de Reparametrizare (sau R-invarianță).

În ciuda aparentei sale simplități, acest principiu duce la consecințe extrem de importante. În primul rând, este corect la nivel cuantic?
^
Spiritele sunt câmpuri (valuri, vibrații, particule), probabilitatea de a observa care este negativă.

Pentru un raționalist, acest lucru este, desigur, absurd: la urma urmei, probabilitatea clasică a oricărui eveniment se află întotdeauna între 0 (când evenimentul nu se va întâmpla cu siguranță) și 1 (când, dimpotrivă, se va întâmpla cu siguranță) .

Probabilitatea apariției Spiritelor este însă negativă. Aceasta este una dintre posibilele definiții ale Spiritelor. Definiție apofatică. În acest sens, îmi amintesc definiția Iubirii de către Avva Dorotheus: „Dumnezeu este centrul cercului. Și oamenii sunt raze. După ce L-au iubit pe Dumnezeu, oamenii se apropie de Centru ca pe niște raze. Iubindu-se, se apropie de Dumnezeu ca centru. ."

Deci, să rezumam primele rezultate.

Ne-am întâlnit cu Observatorul, care este trecut pe Lista Mondială cu riglă. Iar gradarea domnitorului, la prima vedere, este arbitrară, iar Lista Mondială este indiferentă la această Arbitrarie.

Această Indiferență (sau simetrie) se numește Invarianță de Reparametrizare (R-invarianță, un grup de difeomorfisme).

Necesitatea de a lega indiferența cu incertitudinea duce la concluzia că Universul este zece-dimensional.

De fapt, totul este mai complicat.

Cu orice fel de riglă și pe Lista World Observer, desigur, nimeni nu te va lăsa să intri. Lumea zece-dimensională este strălucitoare, strictă și nu tolerează nicio ad-libbing. Pentru orice călușă cu Lista Mondială, nenorocitul și-ar fi luat domnitorul pentru totdeauna și bine cioplit ca un protestant.
^
Dar dacă Observatorul nu este protestant, i se dă un Conducător o dată pentru totdeauna determinat, verificat, neschimbat de secole, iar cu acest Conducător Unic strict selectat este admis pe Lista Mondială.

În teoria superstringurilor, acest ritual se numește „repararea gabaritului”.

Ca urmare a remedierii calibrării, apar Spiritele Faddeev-Popov.

Aceste Spirite sunt cele care dau Conducătorul Observatorului.

Cu toate acestea, alegerea calibrării este doar o funcție pur exoterică, polițienească a spiritelor Faddeev-Popov. Misiunea exoterica, avansata, a acestor Spirite este de a alege compactarea corecta si, ulterior, de a genera solitoni si Haos in lumea compactata.

Cum se întâmplă exact acest lucru este o întrebare foarte subtilă și nu complet clară; Voi încerca să descriu acest proces cât mai pe scurt și clar posibil, omițând pe cât posibil detaliile tehnice.

Toate recenziile Superstring Theory conțin așa-numitele. Teorema absenței spiritelor. Această teoremă afirmă că spiritele, deși determină alegerea gabaritului, totuși, nu afectează în mod direct vibrațiile corzii (vibrațiile care generează materia) în niciun fel. Cu alte cuvinte, conform teoremei, spectrul unui șir nu conține Fantome, i.e. Spațiul Spiritelor este complet separat de emanațiile materiei, iar Spiritele nu sunt altceva decât un artefact de fixare a calibrării. Putem spune că acestea sunt Spirite – o consecință a imperfecțiunii observatorului, în nici un fel legată de dinamica șirului. Acesta este un rezultat clasic, mai mult sau mai puțin corect în unele cazuri. Cu toate acestea, aplicabilitatea acestei teoreme este limitată, deoarece toate dovezile ei cunoscute nu țin cont de o nuanță extrem de importantă. Această nuanță este asociată cu așa-numitul. „ruperea simetriei imaginilor”.
Ce este? Luați în considerare o vibrație arbitrară a unui șir: de exemplu, o emanație de lumină (foton). Se pare că există mai multe moduri diferite de a descrie această emanație. Și anume, în teoria corzilor, emanațiile sunt descrise folosind așa-numitele. „operatori de vârf”. Fiecare emanatie corespunde mai multor operatori de vârf presupus echivalenti. Acești operatori echivalenti diferă unul de celălalt prin „numerele fantomă”, adică. structura spiritelor Faddeev-Popov.

Fiecare astfel de descriere echivalentă a aceleiași emanații se numește Imagine. Există un așa-zis. „înțelepciunea convențională”, care insistă asupra echivalenței Pictures, i.e. operatori de vârf cu numere fantomă diferite. Această ipoteză este cunoscută sub numele de „simetria de schimbare a imaginii a operatorilor de vârf”.

Această „înțelepciune convențională” este implicită tacit în demonstrarea teoremei absenței. Totuși, o analiză mai atentă arată că această simetrie nu există (mai precis, există în unele cazuri și este ruptă în altele). Din cauza încălcării simetriei imaginilor, teorema de mai sus este, de asemenea, încălcată într-un număr de cazuri. Și asta înseamnă că Spiritele joacă un rol direct în vibrațiile șirului, spațiile materiei și Spiritele nu sunt independente, ci împletite în cel mai subtil mod.

Intersecția acestor spații joacă un rol important în compactificarea dinamică și formarea Haosului. "
O viziune diferită a teoriei superstringurilor elementy.ru/trefil/21211
„Diferitele versiuni ale teoriei corzilor sunt astăzi considerate principalii concurenți pentru titlul unei teorii universale atotcuprinzătoare, care explică natura tuturor. Și acesta este un fel de Sfântul Graal al fizicienilor teoreticieni care se ocupă de teoria particulelor elementare și cosmologie. Teoria universală (alias teoria a tot ceea ce există) conține doar câteva ecuații care combină întregul corp de cunoștințe umane despre natura interacțiunilor și proprietățile elementelor fundamentale ale materiei din care este construit Universul. teoria corzilor a fost combinată cu conceptul de supersimetrie, rezultând în teoria superstringurilor ceea ce s-a realizat în ceea ce privește combinarea teoriei tuturor celor patru interacțiuni de bază (forțe care acționează în natură).
*****
Pentru claritate, particulele care interacționează pot fi considerate „cărămizi” ale universului, iar particule-purtători - ciment.
*****
În cadrul modelului standard, quarcii acționează ca cărămizi, iar bosonii gauge, pe care acești quarci îi schimbă între ei, acționează ca purtători de interacțiune. Teoria supersimetriei merge și mai departe și afirmă că quarcurile și leptonii înșiși nu sunt fundamentale: toți constau din structuri (cărămizi) de materie chiar mai grele și nu descoperite experimental, ținute împreună de un „ciment” și mai puternic de particule superenergetice. -purtători de interacțiuni decât quarcii alcătuiți din hadroni și bozoni. Desigur, în condiții de laborator, niciuna dintre predicțiile teoriei supersimetriei nu a fost încă verificată, cu toate acestea, componentele ipotetice ascunse ale lumii materiale au deja nume - de exemplu, selectron (partenerul supersimetric al unui electron), squark etc. Existența acestor particule, totuși, este amabilă este prezisă fără ambiguitate.
*****
Imaginea universului oferită de aceste teorii este însă destul de ușor de vizualizat. Pe o scară de ordinul 10–35 m, adică cu 20 de ordine de mărime mai mică decât diametrul aceluiași proton, care include trei quarci legați, structura materiei diferă de cea cu care suntem obișnuiți chiar și la nivel de particule elementare. La distanțe atât de mici (și la energii atât de mari ale interacțiunilor încât este de neconceput să ne imaginăm) materia se transformă într-o serie de unde de câmp staționar, asemănătoare cu cele care sunt excitate în corzile instrumentelor muzicale. La fel ca o coardă de chitară, într-o astfel de coardă, pe lângă tonul fundamental, pot fi excitate multe harmonice sau armonice. Fiecare armonică are propria sa stare de energie. Conform principiului relativității (vezi Teoria relativității), energia și masa sunt echivalente, ceea ce înseamnă că cu cât frecvența vibrației undei armonice a coardei este mai mare, cu atât energia acesteia este mai mare și cu atât masa particulei observate este mai mare. .

Cu toate acestea, dacă o undă staționară dintr-o coardă de chitară este vizualizată destul de simplu, undele staționare propuse de teoria superstringurilor sunt greu de vizualizat - adevărul este că supercordurile vibrează în spațiul de 11 dimensiuni. Suntem obișnuiți cu spațiul cu patru dimensiuni, care conține trei dimensiuni spațiale și una temporală (stânga-dreapta, sus-jos, înainte-înapoi, trecut-viitor). În spațiul superstring, lucrurile sunt mult mai complicate (vezi insertul). Fizicienii teoreticieni ocolesc problema alunecoasă a dimensiunilor spațiale „extra”, susținând că acestea sunt „ascunse” (sau, în termeni științifici, „compactivizate”) și, prin urmare, nu sunt observate la energiile obișnuite.

Mai recent, teoria corzilor a fost dezvoltată în continuare sub forma teoriei membranelor multidimensionale - de fapt, acestea sunt aceleași șiruri, dar plate. Așa cum unul dintre autorii săi a glumit cu dezinvoltură, membranele diferă de șiruri în aproximativ același mod în care fidea diferă de fidea.

Asta, poate, este tot ce se poate spune pe scurt despre una dintre teoriile care, nu fără motiv, pretind astăzi că sunt teoria universală a Marii Unificări a tuturor interacțiunilor de forță. "
ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D ... Teoria superstringurilor.
O teorie universală care explică toate interacțiunile fizice: elementy.ru/trefil/21216
„Există patru forțe fundamentale în natură și toate fenomenele fizice apar ca urmare a interacțiunilor dintre obiectele fizice, care sunt cauzate de una sau mai multe dintre aceste forțe. Cele patru tipuri de interacțiuni în ordinea descrescătoare a puterii lor sunt:

* interacțiune puternică care menține quarcii în compoziția hadronilor și nucleonilor în compoziția nucleului atomic;
* interacțiune electromagnetică între sarcini electrice și magneți;
* interacțiune slabă, care provoacă unele tipuri de reacții de dezintegrare radioactivă; și
* interacțiune gravitațională.

În mecanica clasică a lui Newton, orice forță este doar o forță de atracție sau de repulsie, care provoacă o schimbare a naturii mișcării unui corp fizic. În teoriile cuantice moderne, totuși, conceptul de forță (interpretat acum ca interacțiunea dintre particulele elementare) este interpretat oarecum diferit. Interacțiunea forței este acum considerată a fi rezultatul unui schimb de particule purtătoare de interacțiune între două particule care interacționează. Cu această abordare, interacțiunea electromagnetică dintre, de exemplu, doi electroni se datorează schimbului de foton între ei și, într-un mod similar, schimbul altor particule intermediare duce la apariția altor trei tipuri de interacțiuni. (Consultați modelul standard pentru detalii.)

Mai mult, natura interacțiunii se datorează proprietăților fizice ale particulelor purtătoare. În special, legea gravitației universale a lui Newton și legea lui Coulomb au aceeași formulare matematică tocmai pentru că, în ambele cazuri, purtătorii de interacțiune sunt particule lipsite de masă în repaus. Interacțiunile slabe se manifestă doar la distanțe extrem de mici (de fapt, doar în interiorul nucleului atomic), deoarece purtătorii lor - bosonii gauge - sunt particule foarte grele. Interacțiunile puternice se manifestă, de asemenea, doar la distanțe microscopice, dar dintr-un motiv diferit: aici, întregul punct este în „capcanarea quarcilor” în interiorul hadronilor și fermionilor (vezi Modelul Standard).

Etichetele optimiste „teoria universală”, „teoria tuturor lucrurilor”, „teoria marii unificări”, „teoria supremă” sunt folosite astăzi pentru orice teorie care încearcă să unifice toate cele patru interacțiuni, considerându-le ca manifestări diferite ale unui fel de unire și forta mare. Dacă acest lucru ar reuși, imaginea structurii lumii ar fi simplificată la limită. Toată materia ar consta doar din quarci și leptoni (vezi Modelul Standard), iar între toate aceste particule ar acționa forțe de aceeași natură. Ecuațiile care descriu interacțiunile de bază dintre ele ar fi atât de scurte și clare încât s-ar încadra pe o carte poștală, în timp ce descriu, de fapt, baza tuturor proceselor observate în Univers fără excepție. Potrivit laureului Nobel, fizicianul teoretic american Steven Weinberg (Steven Weinberg, 1933–1996), „ar fi o teorie profundă, de la care imaginea de interferență a structurii universului diverge ca săgețile în toate direcțiile și fundamente teoretice mai profunde. nu ar fi necesar în viitor”. După cum se poate observa din modurile conjunctive continue din citat, o astfel de teorie încă nu există. Tot ce ne rămâne este să conturăm contururile aproximative ale procesului care ar putea duce la dezvoltarea unei astfel de teorii atotcuprinzătoare.
~
Toate teoriile unificării pornesc de la faptul că la energii suficient de mari de interacțiune între particule (când au o viteză apropiată de viteza limită a luminii), „gheața se topește”, linia dintre diferitele tipuri de interacțiuni este ștearsă și toate forțele încep. să acționeze în același mod. În același timp, teoriile prevăd că acest lucru nu se întâmplă simultan pentru toate cele patru forțe, ci în etape, pe măsură ce energiile de interacțiune cresc.

Cel mai scăzut prag de energie la care poate avea loc prima fuziune a forțelor de diferite tipuri este extrem de ridicat, dar este deja la îndemâna celor mai moderne acceleratoare. Energiile particulelor din primele etape ale Big Bang-ului au fost extrem de mari (vezi și Universul timpuriu). În primele 10-10 s, au asigurat unificarea forțelor nucleare și electromagnetice slabe într-o interacțiune electroslabă. Abia din acel moment, toate cele patru forțe cunoscute nouă au fost în cele din urmă împărțite. Până în acest moment, au existat doar trei forțe fundamentale: interacțiuni puternice, electroslabe și gravitaționale.
~
Următoarea unificare are loc la energii mult peste cele realizabile în condițiile laboratoarelor terestre - ele au existat în Univers în primii 10e (–35) c ai existenței sale. Pornind de la aceste energii, interacțiunea electroslabă se combină cu cea puternică. Teoriile care descriu procesul unei astfel de fuziuni sunt numite teorii ale marii unificări (MSW). Este imposibil să le testăm pe instalații experimentale, dar ele prezic bine cursul unui număr de procese care au loc la energii inferioare, iar acest lucru servește ca o confirmare indirectă a adevărului lor. Cu toate acestea, la nivelul RSM, posibilitățile noastre în ceea ce privește testarea teoriilor universale sunt epuizate. În continuare, începe domeniul teoriilor supraunificării (TCO) sau al teoriilor generale – iar la simpla menționare a acestora se aprinde o strălucire în ochii fizicienilor teoreticieni. Un TCO consistent ar permite combinarea gravitației cu o singură interacțiune puternic-electro-slabă, iar structura Universului ar primi cea mai simplă explicație posibilă.”
Autorul notează căutarea de către om a legilor și formulelor pentru a explica toate fenomenele fizice. Această căutare include procese la nivel micro și pe cele la nivel macro. Ele diferă prin puterea sau energia care este schimbată.
Interacțiunea la nivelul unui câmp magnetic este descrisă de electromagnetism.

„Electromagnetism*

Începutul doctrinei fenomenelor electromagnetice a fost pus prin descoperirea lui Oersted. În 1820, Oersted a arătat că un fir prin care trece un curent electric a provocat o deviere a unui ac magnetic. El a examinat în detaliu această abatere din punct de vedere calitativ, dar nu a dat o regulă generală prin care să se poată determina direcția abaterii în fiecare caz în parte. În urma lui Oersted, descoperirile s-au succedat. Ampere (1820) și-a publicat lucrările despre acțiunea curentului asupra curentului sau a curentului asupra unui magnet. Ampere deține o regulă generală pentru acțiunea curentului asupra unui ac magnetic: dacă vă imaginați poziționat într-un conductor îndreptat spre acul magnetic și, în plus, astfel încât curentul să aibă o direcție de la picioare la cap, atunci polul nord se abate La stânga. Mai departe vom vedea că Ampere a redus fenomenele electromagnetice la fenomene electrodinamice (1823). Din 1820 datează și lucrările lui Arago, care a observat că firul prin care trece un curent electric atrage pilitura de fier. De asemenea, a magnetizat pentru prima dată fire de fier și oțel, plasându-le într-o bobină de fire de cupru prin care trecea curentul. De asemenea, a reușit să magnetizeze acul punându-l într-o bobină și descarcând borcanul Leyden prin bobină. Independent de Arago, magnetizarea oțelului și fierului prin curent a fost descoperită de Davy.

Primele definiții cantitative ale efectului unui curent asupra unui magnet în același mod datează din 1820 și aparțin lui Biot și Savard.
Dacă fixați un mic ac magnetic sn lângă un conductor vertical lung AB și măriți câmpul pământesc cu un magnet NS (Fig. 1), puteți găsi următoarele:

1. Când curentul trece prin conductor, acul magnetic este fixat cu lungimea în unghi drept față de perpendiculară căzută din centrul săgeții pe conductor.

2. Forța care acționează asupra unuia sau altuia pol n și s este perpendiculară pe planul tras prin conductor și acest pol

3. Forța cu care acționează un curent dat asupra acului magnetic, care trece printr-un conductor drept foarte lung, este invers proporțională cu distanța de la conductor la acul magnetic.

Toate aceste observații și altele pot fi deduse din următoarea lege cantitativă elementară, cunoscută sub numele de legea Laplace-Bio-Savart:

dF = k (imSin θ ds) / r2, (1),

unde dF este acțiunea elementului curent asupra polului magnetic; i este puterea curentă; m este cantitatea de magnetism, θ este unghiul format de direcția curentului în element cu linia care leagă polul cu elementul curent; ds este lungimea elementului curent; r este distanța elementului considerat de la pol; k - coeficientul de proporţionalitate.

Pe baza legii, acțiunea este egală cu reacția, Ampere a concluzionat că polul magnetic trebuie să acționeze asupra unui element de curent cu aceeași putere.

dФ = k (imSin θ ds) / r2, (2)

direct opus forței dF, care acționează și într-o direcție făcând unghi drept cu planul care trece prin pol și elementul dat. Deși expresiile (1) și (2) sunt în acord cu experimentele, totuși ele trebuie privite nu ca o lege a naturii, ci ca un mijloc convenabil de a descrie partea cantitativă a proceselor. Motivul principal pentru aceasta este că nu cunoaștem curenți în afară de cei închisi și, prin urmare, presupunerea unui element de curent este în esență greșită. În plus, dacă adăugăm la expresiile (1) și (2) unele funcții limitate doar de condiția ca integrala lor într-o buclă închisă să fie egală cu zero, atunci acordul cu experimentele nu va fi mai puțin complet.

Toate faptele de mai sus conduc la concluzia că curentul electric provoacă un câmp magnetic în jurul său. Pentru forța magnetică a acestui câmp, toate legile care sunt valabile pentru un câmp magnetic în general trebuie să fie adevărate. În special, este destul de adecvat să se introducă conceptul de linii de forță ale unui câmp magnetic cauzat de un curent electric. Direcția liniilor de forță în acest caz poate fi detectată în mod obișnuit cu ajutorul piliturii de fier. Dacă treceți un fir vertical cu curent printr-o foaie orizontală de carton și presărați rumeguș pe carton, atunci cu o atingere ușoară, rumegușul va fi aranjat în cercuri concentrice, dacă doar conductorul este suficient de lung.
Deoarece liniile de forță se închid în jurul firului și din moment ce linia de forță determină calea pe care s-ar mișca unitatea de magnetism într-un anumit câmp, este clar că este posibil să provoace rotația polului magnetic în jurul curentului. Primul dispozitiv în care s-a efectuat o astfel de rotație a fost construit de Faraday. Evident, puterea câmpului magnetic poate fi folosită pentru a judeca puterea curentului. Vom aborda acum această problemă.

Având în vedere potențialul magnetic al unui curent drept foarte lung, putem demonstra cu ușurință că acest potențial este multivaloric. La un punct dat, poate avea un număr infinit de valori diferite, care diferă între ele cu 4 kmi π, unde k este un coeficient, restul literelor fiind cunoscute. Aceasta explică posibilitatea de rotație continuă a polului magnetic în jurul curentului. 4 kmi π este munca efectuată în timpul unei rotații a polului; este preluat din energia sursei de curent. Un interes deosebit este cazul unui curent închis. Ne putem imagina un curent închis sub forma unei bucle realizate pe un fir prin care trece curentul. Bucla are o formă arbitrară. Cele două capete ale buclei sunt pliate într-un mănunchi (snur) și merg la un element livrat departe.

Ce face ca anumite metale să fie atrase de un magnet? De ce un magnet nu atrage toate metalele? De ce o parte a unui magnet atrage și cealaltă respinge metalul? Și ce face metalele de neodim atât de puternice?

Pentru a răspunde la toate aceste întrebări, trebuie mai întâi să definiți magnetul în sine și să înțelegeți principiul acestuia. Magneții sunt corpuri care au capacitatea de a atrage obiecte de fier și oțel și de a respinge altele datorită acțiunii câmpului lor magnetic. Liniile de forță ale câmpului magnetic trec de la polul sud al magnetului și ies din polul nord. Un magnet permanent sau rigid își creează în mod constant propriul câmp magnetic. Un electromagnet sau un magnet moale poate crea câmpuri magnetice numai în prezența unui câmp magnetic și numai pentru o perioadă scurtă de timp, în timp ce se află în zona de acțiune a unuia sau altuia câmp magnetic. Electromagneții creează câmpuri magnetice numai atunci când electricitatea este trecută prin firul bobinei.

Până de curând, toți magneții erau fabricați din elemente metalice sau aliaje. Compoziția magnetului și a determinat puterea acestuia. De exemplu:

Magneții ceramici, precum cei folosiți în frigidere și pentru efectuarea experimentelor primitive, conțin minereu de fier în plus față de compozitele ceramice. Majoritatea magneților ceramici, numiți și magneți de fier, nu au o forță de atracție puternică.

„Magneții Alnico” sunt alcătuiți din aliaje de aluminiu, nichel și cobalt. Sunt mai puternici decât magneții ceramici, dar mult mai slabi decât unele elemente rare.

Magneții de neodim sunt compuși din fier, bor și elementul rar neodim.

Magneții cobalt-samarium includ cobaltul și elementele neobișnuite ale samariului. În ultimii ani, oamenii de știință au descoperit și polimeri magnetici, sau așa-numiții magneți din plastic. Unele dintre ele sunt foarte flexibile și maleabile. Cu toate acestea, unele lucrează doar la temperaturi extrem de scăzute, în timp ce altele pot ridica doar materiale foarte ușoare, cum ar fi pilitura metalică. Dar pentru a avea proprietățile unui magnet, fiecare dintre aceste metale are nevoie de rezistență.

Fabricarea magneților

Multe dispozitive electronice moderne folosesc magneți. Utilizarea magneților pentru producția de dispozitive a început relativ recent, deoarece magneții care există în natură nu au puterea necesară pentru funcționarea echipamentelor și numai atunci când oamenii au reușit să-i facă mai puternici, aceștia au devenit un element indispensabil în producție. Minereu de fier, un tip de magnetit, este considerat cel mai puternic magnet dintre toți cei care se găsesc în natură. Poate atrage obiecte mici, cum ar fi agrafe și capse.

Cândva, în secolul al XII-lea, oamenii au descoperit că minereul de fier ar putea fi folosit pentru a magnetiza particulele de fier - și așa au creat oamenii o busolă. Ei au observat, de asemenea, că dacă treceți constant un magnet de-a lungul unui ac de fier, acul se magnetizează. Acul în sine este tras în direcția nord-sud. Mai târziu, celebrul om de știință William Gilbert a explicat că mișcarea acului magnetizat în direcția nord-sud are loc datorită faptului că planeta noastră Pământ este foarte asemănătoare cu un magnet uriaș cu doi poli - polii nord și sud. Acul busolei nu este la fel de puternic ca mulți magneți permanenți utilizați astăzi. Dar procesul fizic care magnetizează săgețile busolei și piesele din aliaj de neodim este aproape același. Este vorba despre regiuni microscopice numite domenii magnetice, care fac parte din structura materialelor feromagnetice precum fierul, cobaltul și nichelul. Fiecare domeniu este un magnet mic, separat, cu un pol nord și un pol sud. În materialele feromagnetice nemagnetizate, fiecare dintre polii nordici este îndreptat într-o direcție diferită. Domeniile magnetice îndreptate în direcții opuse se contrabalansează reciproc, astfel încât materialul în sine nu produce un câmp magnetic.

În cazul magneților, pe de altă parte, aproape toate sau cel puțin majoritatea domeniilor magnetice sunt îndreptate într-o direcție. În loc să se contrabalanseze reciproc, câmpurile magnetice microscopice se combină pentru a crea un câmp magnetic mare. Cu cât sunt mai multe domenii îndreptate într-o direcție, cu atât câmpul magnetic este mai puternic. Câmpul magnetic al fiecărui domeniu se extinde de la polul nord la polul sud.

Așa se explică de ce, dacă rupeți un magnet în jumătate, obțineți doi magneți mici cu poli nord și sud. De asemenea, explică de ce polii opuși se atrag - linii de forță ies din polul nord al unui magnet și pătrund în polul sud al altuia, determinând ca metalele să atragă și să creeze un magnet mai mare. Repulsia are loc conform aceluiași principiu - liniile de forță se mișcă în direcții opuse și, ca urmare a unei astfel de coliziuni, magneții încep să se respingă unul pe altul.

Realizarea magneților

Pentru a face un magnet, trebuie doar să „direcționați” domeniile magnetice ale metalului într-o direcție. Pentru a face acest lucru, trebuie să magnetizați metalul în sine. Să luăm din nou în considerare cazul acului: dacă magnetul este mișcat în mod constant într-o direcție de-a lungul acului, direcția tuturor regiunilor (domeniilor) acestuia este aliniată. Cu toate acestea, domeniile magnetice pot fi aliniate în alte moduri, de exemplu:

Plasați metalul într-un câmp magnetic puternic în direcția nord-sud. - Deplasați magnetul în direcția nord-sud, lovindu-l constant cu un ciocan, aliniindu-și domeniile magnetice. - Treci un curent electric prin magnet.

Oamenii de știință speculează că două dintre aceste metode explică modul în care se formează magneții naturali în natură. Alți oameni de știință susțin că un minereu de fier magnetic devine un magnet numai atunci când este lovit de fulger. Alții cred că minereul de fier din natură s-a transformat într-un magnet în momentul formării Pământului și a supraviețuit până în zilele noastre.

Cea mai comună metodă de fabricare a magneților în prezent este procesul de plasare a metalului într-un câmp magnetic. Câmpul magnetic se învârte în jurul unui obiect dat și începe să-și alinieze toate domeniile. Cu toate acestea, în acest moment, poate exista o întârziere în unul dintre aceste procese interconectate, care se numește histerezis. Poate dura câteva minute pentru a forța domeniile să schimbe direcția într-o direcție. Iată ce se întâmplă în timpul acestui proces: câmpurile magnetice încep să se rotească, aliniindu-se de-a lungul liniei câmpului magnetic nord-sud.

Zonele care sunt deja îndreptate nord-sud devin din ce în ce mai mari, în timp ce zonele înconjurătoare devin mai mici. Pereții domeniului, granițele dintre domeniile adiacente, se extind treptat, datorită faptului că domeniul în sine crește. Într-un câmp magnetic foarte puternic, unii dintre pereții domeniului dispar complet.

Se pare că puterea magnetului depinde de cantitatea de forță folosită pentru a schimba direcția domeniilor. Puterea magneților depinde de cât de dificil a fost alinierea acestor domenii. Materialele care sunt greu de magnetizat își păstrează magnetismul pentru perioade mai lungi, în timp ce materialele care sunt ușor magnetizate tind să se demagnetizeze rapid.

Puteți reduce puterea magnetului sau îl puteți demagnetiza complet prin direcționarea câmpului magnetic în direcția opusă. De asemenea, puteți demagnetiza materialul încălzindu-l până la punctul Curie, adică. limita de temperatură a stării feroelectrice la care materialul începe să-și piardă magnetismul. Temperatura ridicată demagnetizează materialul și excită particulele magnetice, perturbând echilibrul domeniilor magnetice.

Magneți de transport

Magneții mari și puternici sunt utilizați în multe domenii ale vieții umane - de la înregistrarea datelor până la conducerea curentului prin fire. Dar principala dificultate în utilizarea lor în practică este modul de transport al magneților. În timpul transportului, magneții pot deteriora alte obiecte sau alte obiecte le pot deteriora, făcându-le dificil sau aproape imposibil de utilizat. În plus, magneții atrag în mod constant diverse resturi feromagnetice, care sunt apoi foarte greu și uneori periculoase de scăpat.

Prin urmare, în timpul transportului, magneții foarte mari sunt plasați în cutii speciale sau pur și simplu se transportă materiale feromagnetice, din care magneții sunt fabricați cu echipamente speciale. De fapt, un astfel de echipament este un simplu electromagnet.

De ce se lipesc magneții unul de celălalt?

Probabil știi de la ora de fizică că atunci când un curent electric trece printr-un fir, acesta creează un câmp magnetic. La magneții permanenți, un câmp magnetic este creat și prin mișcarea unei sarcini electrice. Dar câmpul magnetic din magneți nu se formează din cauza mișcării curentului prin fire, ci din cauza mișcării electronilor.

Mulți oameni cred că electronii sunt particule minuscule care se învârt în jurul nucleului unui atom, așa cum planetele se învârt în jurul soarelui. Dar, după cum explică fizicienii cuantici, mișcarea electronilor este mult mai complexă decât atât. În primul rând, electronii umplu orbitalii atomului în formă de înveliș, unde se comportă ca particule și unde. Electronii au sarcină și masă și, de asemenea, se pot mișca în direcții diferite.

Și deși electronii unui atom nu parcurg distanțe mari, această mișcare este suficientă pentru a crea un câmp magnetic minuscul. Și deoarece electronii perechi se mișcă în direcții opuse, câmpurile lor magnetice se anulează reciproc. În atomii elementelor feromagnetice, dimpotrivă, electronii nu sunt perechi și se mișcă în aceeași direcție. De exemplu, fierul are până la patru electroni neconectați care se mișcă în aceeași direcție. Deoarece nu au câmpuri opuse, acești electroni au un moment magnetic orbital. Momentul magnetic este un vector care are propria mărime și direcție.

În metale precum fierul, momentul magnetic orbital face ca atomii învecinați să se alinieze de-a lungul liniilor de forță nord-sud. Fierul, ca și alte materiale feromagnetice, are o structură cristalină. Pe măsură ce se răcesc după procesul de turnare, grupurile de atomi de pe o orbită paralelă de rotație se aliniază în structura cristalină. Așa se formează domeniile magnetice.

Poate ați observat că materialele care fac magneți buni sunt, de asemenea, capabile să atragă magneții înșiși. Acest lucru se datorează faptului că magneții atrag materiale cu electroni nepereche care se rotesc în aceeași direcție. Cu alte cuvinte, calitatea care transformă metalul într-un magnet atrage și metalul către magneți. Multe alte elemente sunt diamagnetice - formate din atomi nepereche care creează un câmp magnetic care respinge ușor magnetul. Mai multe materiale nu interacționează deloc cu magneții.

Măsurarea câmpului magnetic

Puteți măsura câmpul magnetic folosind instrumente speciale, cum ar fi un fluxmetru. Poate fi descrisă în mai multe moduri: - Liniile de câmp magnetic sunt măsurate în Weber (WB). În sistemele electromagnetice, acest flux este comparat cu un curent.

Intensitatea câmpului, sau densitatea fluxului, este măsurată în Tesla (T) sau gauss (G). Un tesla este egal cu 10.000 gauss.

Puterea câmpului poate fi măsurată și în țesături pe metru pătrat. - Mărimea câmpului magnetic se măsoară în amperi pe metru sau oersteds.

Mituri de magnet

Întâlnim magneți toată ziua. Ele sunt, de exemplu, în computere: un hard disk înregistrează toate informațiile folosind un magnet, iar magneții sunt folosiți și pe multe monitoare de computer. Magneții sunt, de asemenea, o parte integrantă a televizoarelor CRT, difuzoarelor, microfoanelor, generatoarelor, transformatoarelor, motoarelor electrice, casetelor, busolelor și vitezometrelor auto. Magneții au proprietăți uimitoare. Ele pot induce curent în fire și pot cauza rotirea motorului. Un câmp magnetic suficient de puternic poate ridica obiecte mici sau chiar animale mici. Trenurile cu suspensie magnetică dezvoltă viteză mare numai datorită împingerii magnetice. Potrivit revistei Wired, unii oameni chiar își introduc magneți minusculi de neodim în degete pentru a detecta câmpurile electromagnetice.

Dispozitivele de imagistică prin rezonanță magnetică, care funcționează prin intermediul unui câmp magnetic, permit medicilor să examineze organele interne ale pacienților. Medicii folosesc, de asemenea, un câmp de puls electromagnetic pentru a vedea dacă oasele rupte se vindecă corect după un impact. Un câmp electromagnetic similar este folosit de astronauții care se află mult timp în gravitate zero pentru a preveni întinderea musculară și ruperea oaselor.

Magneții sunt folosiți și în practica veterinară pentru tratarea animalelor. De exemplu, vacile suferă adesea de reticulopericardită traumatică, o boală complexă care se dezvoltă la aceste animale, care adesea ingerează mici obiecte metalice cu alimente care pot deteriora pereții stomacului, plămânii sau inima animalului. Prin urmare, adesea înainte de a hrăni vacile, fermierii cu experiență folosesc un magnet pentru a-și curăța hrana de părți mici necomestibile. Cu toate acestea, dacă vaca a înghițit deja metale dăunătoare, atunci magnetul i se dă împreună cu mâncarea. Magneții alnico lungi și subțiri, numiți și „magneți de vacă”, atrag toate metalele și îi împiedică să dăuneze stomacului vacii. Astfel de magneți ajută cu adevărat la vindecarea unui animal bolnav, dar este totuși mai bine să vă asigurați că niciun element dăunător nu pătrunde în hrana vacii. În ceea ce privește oamenii, este contraindicat ca aceștia să înghită magneți, deoarece aceștia, odată ajunși în diferite părți ale corpului, vor fi în continuare atrași, ceea ce poate duce la blocarea fluxului sanguin și la distrugerea țesuturilor moi. Prin urmare, atunci când o persoană înghite un magnet, are nevoie de o operație.

Unii oameni cred că terapia magnetică este viitorul medicinei, deoarece este unul dintre cele mai simple, dar eficiente tratamente pentru multe boli. Mulți oameni s-au convins deja de acțiunea câmpului magnetic în practică. Brățările magnetice, colierele, pernele și multe alte produse similare sunt mai bune decât pastilele pentru a trata o varietate de boli - de la artrită la cancer. Unii medici mai cred că un pahar cu apă magnetizată ca măsură preventivă poate ameliora majoritatea afecțiunilor neplăcute. În America, aproximativ 500 de milioane de dolari sunt cheltuiți anual pentru terapie magnetică, iar oamenii din întreaga lume cheltuiesc în medie 5 miliarde de dolari pentru un astfel de tratament.

Susținătorii terapiei magnetice interpretează utilitatea acestei metode de tratament în moduri diferite. Unii spun că un magnet este capabil să atragă fierul conținut în hemoglobina din sânge, îmbunătățind astfel circulația sângelui. Alții susțin că câmpul magnetic schimbă cumva structura celulelor învecinate. Dar, în același timp, studiile științifice nu au confirmat că utilizarea magneților statici poate ameliora o persoană de durere sau poate vindeca o boală.

Unii susținători sugerează, de asemenea, că toți oamenii folosesc magneți pentru a purifica apa din casele lor. Potrivit producătorilor înșiși, magneții mari pot purifica apa dura prin îndepărtarea tuturor aliajelor feromagnetice dăunătoare din aceasta. Cu toate acestea, oamenii de știință spun că feromagneții nu produc apă dură. Mai mult, doi ani de utilizare a magneților în practică nu au arătat nicio modificare în compoziția apei.

Dar chiar dacă este puțin probabil ca magneții să aibă proprietăți vindecătoare, merită totuși investigați. Cine știe, poate că în viitor vom dezvălui în continuare proprietățile utile ale magneților.