Monopoolprobleem

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

Het monopoolprobleem komt voort uit de theorie rond de oerknal, het ontstaan van het heelal. Als de natuurkundige wetten (vergelijkingen van Maxwell) worden toegepast op de oerknaltheorie, zouden er veel magnetische monopolen moeten voorkomen in het heelal. Tot op heden is er echter geen monopool gevonden. De kosmische inflatietheorie is een aanvulling op de oerknaltheorie en biedt een alternatieve verklaring. Zij zegt dat er in principe wel monopolen kunnen voorkomen, maar dat ze zo dun bezaaid zijn, dat ze vrijwel onvindbaar zullen zijn.

[bewerk] Achtergrond

Magneten zoals we die kennen hebben altijd twee polen. Een noordpool en een zuidpool. Gelijke polen stoten elkaar af, tegenovergestelde polen trekken elkaar aan. De kracht van de zuidpool is evengroot maar tegengesteld aan de kracht van de noordpool. De netto magnetische lading is daardoor nul. Ook als je een gewone magneet in tweeën knipt, ontstaan er bij beide helften weer een nieuwe noord- en zuidpool zodat de netto magnetische lading nul blijft bij elk van de kleinere magneten. Een monopool is een magneet met maar één pool, bijvoorbeeld een noordpool. Een magneet met maar één pool heeft een netto magnetische lading die groter is dan nul.

[bewerk] Theorie over het bestaan van monopolen

In het heelal is de zwaartekracht volgens de wetten van Newton een zeer belangrijke kracht. Op kwantumniveau spelen de klassieke wetten vrijwel geen rol, maar is de kwantummechanica leidend. Het probleem is echter dat niet duidelijk is hoe de zwaartekracht en de kwantummechanica samen in een model kunnen worden gevat. Dit is nodig om uit te zoeken hoe het er tijdens de oerknal aan toe ging. Er zijn vele varianten bedacht voor een universele theorie, maar deze theorieën voorspellen dat er wel 10¹¹ monopolen zouden moeten voorkomen in het heelal.

Er is veel gezocht naar monopolen op verschillende manieren, maar er is er nooit één gevonden.

Bij de kosmische inflatietheorie wordt er van uitgegaan dat het heelal vlak na de oerknal (totdat het heelal 10^-35 seconden oud was!) minder groot was, zodat alle materie met elkaar in contact stond, waardoor er niet zoveel of geen monopolen zijn gevormd. Deze theorie neemt ook het horizonprobleem en het vlakheidsprobleem weg. Door dit alles lijkt de kosmische inflatietheorie een aanvaardbare theorie.

Bronnen, noten en/of referenties:

Alan H. Guth, The Inflationary Universe: A Possible Solution to the Horizon and Flatness Problems, Physical Review D23, 347 (1981). Shnir, Yakov M. (2005). Magnetic Monopoles. Springer-Verlag. ISBN 3-540-25277-0.