Тунгусское сияние

      Фантастической кажется среди этих гипотез гипотеза о существовании невидимой линейной материи - флюксов. Еще фантастичнее гипотеза о возможной разумности структур линейной материи - существ из флюксов духов. Но что делать! -тобы объяснить известные факты, приходится рассматривать исследователям Тунгусского чуда еще более безумные идеи.
      Например, Взрыв может быть спасительной акцией разумных невидимых сил, предотвративших еще более ужасную, чем Взрыв, вселенскую катастрофу.
      Катастрофу, которая долгое время назревала где-то в недрах нашей планеты. Какие у нас для этого основания? Все, о чем повествует эта книга, все же лучше всего объясняется действием не слепых природных сил, а пока неведомых науке сил разумных. Контролирующих всю Вселенную - от галактик до самых маленьких астероидов. Вверху справа нас. 196 реалистически показан астероид Веста. Его радиус около 270 км, а какие на нем узоры!
      Уже поступившая на Землю с наших космических зондов информация делает версию об "их" присутствии в солнечной системе все более и более правдоподобной даже для скептиков Во всяком случае нынешний директор НАСА, рассматривая "драматические", как он пишет, снимки спутника Юпитера Европы, переданные на Землю американским космическим зондом "Галилео", называет себя в вопросе обнаружения инопланетной жизни "скептическим оптимистом" Поскольку любой ученый всегда скептик, можно догадаться, что даже у скептиков сегодня появились серьезные основания для оптимизма в "вечном" вопросе типа "есть ли жизнь на Марсе^" Да и что прикажете делать с огромным культурным слоем нашей цивилизации с мировыми религиями, верованиями и мифами, в один голос говорящими о том, что человек и все в мире включено в некую Космическую Систему, составляющую грандиозное, подчиненное Высшему Разуму, космическое Всеединство^
      Андрей Ольховатов. Но, кажется, вопрос о Высшем Разуме выходит за рамки науки^
      Борис РОДИОНОВ. Этот вопрос выходит не за рамки науки, а только за рамки традиционной физики, которыми условно отделяют "неживую" природу от Природы как таковой Тут уместно вспомнить современника Галилео Галилея замечательного английского философа и государственного деятеля Фрэнсиса Бэкона (1561-1626), который призывал исследователей отталкиваться в своих суждениях не от сложившихся мнений - религиозных или атеистических, а от наблюдений и экспериментов, от результатов инструментальных методов исследования Природы "Мы должны наш дух расширять до величия Божественных тайн, а не тайны суживать до узких пределов нашего ума"
      Андрей Ольховатов. Во всяком случае, если читатель еще раз убедился, что Природа гораздо сложнее, загадочнее и интереснее существующих представлений о ней, то авторы книги могут считать свою задачу выполненной
      Дополнение Бориса Родионова
      нити чудес - флюксы
      Как чудесен этот мир
      Прелюдия. Если бы на столе у Ньютона (1643-1727 годы) вдруг... зазвонил телефон, классик науки был бы немало озадачен. Каким образом эта полированная "кость" звонит? И кто посмел поместить эту странную вещь на его рабочем столе?
      Повертев телефон в руках и случайно сняв трубку, сэр Айзек (у нас почему-то говорят Исаак) был бы "сражен" окончательно: из трубки слышен человеческий голос!
      Как глубоко верующий человек Ньютон немедленно осенил бы себя крестным знамением: уж не дьявола ли это козни? Но как ученый он бы безусловно заинтересовался звуками из неодушевленного предмета.
      Ага, - подумал бы сэр Айзек, кто-то подсунул мне домик с лилипутом (в это время британцы зачитывались только что опубликованным "Путешествием Гулливера" Джонатана Свифта). Но, разобрав телефон на части. Ньютон, конечно же, не обнаружил бы внутри спрятавшегося человечка.
      Разглядывая кружево проводов и таинственные "железки", ученый после долгих раздумий, наверное, смог бы сообразить, что он имеет дело с электрическим устройством - сэр Айзек был знаком с изумительными свойствами янтаря притягивать к себе кусочки бумаги и вызывать маленькие искры на острие поднесенной иглы. Знал Ньютон и про магниты - его непоседливый друг Галлей (его имя присвоено знаменитой комете комете Галлея) как раз плавал в южных морях, исследуя с помощью намагниченных стрелок большой магнит - Землю.
      Но вряд ли наш гений додумался бы даже до принципа работы телефонного электрического звонка - первый электромагнит был построен почти через столетие после смерти Ньютона (в 1820 году немецким физиком И. Швейггером).
      Скорее всего, столь обыкновенный для нас телефон остался бы для Ньютона величайшим чудом. А люди, которые это чудо создали и умеют им пользоваться (мы с вами), казались бы современникам Ньютона великими магами и чародеями. Примерно такими же, какими мы сегодня воспринимаем всемогущих инопланетян.
      Обыкновенные и необыкновенные чудеса. Знаменитый писатель-фантаст Артур Кларк сформулировал свой
      тий закон Кларка" так: всякая достаточно совершенная технология неотличима от магии. От себя добавим: если эта технология непривычна.
      Почему необходимо такое добавление? А все ли наши современники, которые запросто пользуются телефоном, телевизором, автомобилем, знают их устройство? Понимают, как летают спутники или самолеты? Далеко не все. Но никто из нас наверняка не считает чудом ни одно из этих устройств. Почему? Потому что, как поется в популярной песне, "ежедневное чудо - не чудо". Привычное мы не считаем чудом ни при каких условиях.
      Только поэтому - а не потому, что во всем разобрались - мы не считаем чудесами рождение ребенка или распускающийся цветок, грозу или землетрясение, Солнце или Луну, электрон или атомное ядро. Не считаем чудом даже самих себя - изумительное скопление мириадов слаженно работающих живых микроскопических клеток, каждая из которых неописуемо сложнее и умнее любой созданной человеком машины.
      Ко всему этому мы уже привыкли: эти "чудеса" описаны и классифицированы учеными, "разложены по полочкам" различных наук. Их "проходят" в школе или институте. Хотя во всем этом "известном" поколениям ученых еще предстоит разбираться и разбираться.
      И даже среди физиков - а наша наука имеет дело с самыми простыми вещами - с "неживой" природой - вряд ли найдется человек, который верит, что с атомом или электроном, с энергией или временем мы уже окончательно "разобрались".
      Отсюда следует важный философский вывод: природа - это собрание чудес.
      Одни чудеса нам привычны и при определенных условиях повторяются -мы их и чудесами - то не называем. Именно такими повторяющимися, обычными "чудесами" занимается наука.
      При этом чудеса, которые "всегда маячат перед глазами" (или перед нашим "умственным взором") - вроде материи, времени или пространства относят к философским категориям - к самым важным характеристикам нашего бытия (и заметьте - все еще непознанным!).
      А другие чудеса, которые редки и непривычны, естественно противоречат нашему повседневному опыту. И иногда - страшно сказать! - противоречат науке, усердно "раскладывающей по полочкам" прошлый опыт человечества. Эти-то чудеса мы и называем настоящими, необыкновенными чудесами. И... не верим в чудеса до тех пор, пока к ним не привыкнем.
      Начнем привыкать? В этой книге много непривычного и, следовательно, неправдоподобного. Но задача ученых - не отбрасывать неправдоподобное ("настоящее чудо") только потому, что его трудно объяснить. Если чудо, конечно, действительно было, а не померещилось кому-то. И такое бывает...
      Тунгусский взрыв 1908 года в этом смысле сомнений не вызывает - он был. И сопровождался необычайными явлениями, о которых подробно рассказано в этой книге. Объяснить же эти явления нам удалось самим себе только с помощью необычной физики линейной материи (флюксов).
      Но без количественной (математической) модели линейной материи основы "теории чудес" - физики никаким нашим объяснениям не поверят. Уж так они приучены. Вот и приходится в популярную книгу о Тунгусском чуде специально для недоверчивых коллег (в том числе и для коллег подрастающих - учащихся, студентов), для всех по-хорошему "въедливых" любителей науки вставить столь ненавистные некоторым читателям формулы.
      Ниже вы найдете популярное введение в теорию линейной материи, свойства которой объясняют все известные нам чудеса. Изложение теории сделано по-возможности простым и занимательным. Но без дотошных разъяснений (в случае заминки - встретилось незнакомое понятие) - у любителей физики наверняка найдутся необходимые справочники, энциклопедии или "серьезные" учебники физики. Ниже написано в основном то, чего там - в учебниках и справочниках - пока еще нет.
      Для расчетов будем пользоваться преимущественно любимой физиками абсолютной гауссовой системой единиц, в которой основные единицы сантиметр, грамм и секунда, а абсолютные электрическая и магнитная проницаемости безразмерны и в вакууме равны единице.
      Знакомьтесь: флюксоид - "отец" флюкса
      Квантованность магнитного потока. В 1950 г. Фриц Лондон (не путать с другим известным физиком Гейнцем Лондоном - его родным братом) предположил, что магнитное поле представляет из себя "связку" элементарных магнитных потоков, или квантов потока Фо. Эти кванты Ф. Лондон назвал флюксоидами [латинский корень flu входит в слова, означающие движение жидкости: fluo - течь, flumen - река, fluctus волна; "флюксоид" означает нечто, порождающее поток].
      Напомним, что магнитным потоком Ф называют произведение магнитной индукции В на нормальную (перпендикулярную) к В площадь поперечного сечения поля S (поэтому В называют также плотностью магнитного потока).
      В вакууме магнитная индукция В совпадает с напряженностью магнитного поля Н, в веществе В = цН, где ц - абсолютная магнитная проницаемость вещества. Поэтому Ф = BS = цНВ, а в вакууме Ф = HS (ц = 1).
      Ф. Лондон впервые расчитал величину кванта магнитного потока Фд = Tich/e, где с - скорость света в вакууме, h - постоянная Планка, е заряд электрона. Величина кванта магнитного потока - флюксоида теперь приводится во всех достаточно полных таблицах физических постоянных.
      Флюксоиды Ф. Лондона - кванты магнитного потока - экспериментально обнаружены в 1961 г. в независимых экспериментах двух групп (Дивер и Фейрбэнк, Долл и Нейбауэр).
      -то на практике означает квантованность магнитного потока? То, что, когда вы "плавно" (например, с помощью реостата) изменяете ток в катушке электромагнита, то и ток, и магнитное поле в катушке изменяются на самом деле не плавно, а маленькими скачками, порциями, которые принято называть квантами [квант - лат. quantum - сколько]. Точно так же бывает, когда вы нажимаете на педали велосипеда, желая увеличить его скорость: велосипед тоже разгоняется неощутимо маленькими скачками, поскольку квантован момент импульса любых колес J = mvr, здесь m - масса обода колеса, v - линейная скорость его вращения (по величине совпадает со скоростью велосипеда), r - радиус колеса. Квант момента импульса h - постоянная Планка.
      Можно считать, что магнитные силовые линии, придуманные Михаилом Фарадеем (1791 - 1867) [в отличие от имени Ньютона, имя Фарадея у нас часто пишут "на аглицкий манер" - Майкл], приобретают теперь и такой смысл: магнитная силовая линия - это зримый образ кванта магнитного потока - флюксоида.
      Например, нет силовых линий - нет магнитного поля, нарисована одна линия - есть поле с одним квантом магнитного потока, две линии - два кванта Фд (два флюксоида) и так далее.
      Флюксоиды и квантованность момента импульса. Теперь докажем небольшую теорему, которая показывает, что существование флюксоидов - следствие квантованности момента импульса частиц. Эта теорема не только позволит элементарно получить величину кванта магнитного потока, но и заставит нас по-новому взглянуть на самые основы физики. Теорема. Электрически заряженная частица движется в постоянном однородном магнитном поле по окружности (спирали), охватывающей целое число квантов магнитного потока.
      Доказательство. Для простоты рассмотрим движение в вакууме частицы с массой m и скоростью v в однородном и постоянном магнитном поле Н в плоскости, нормальной к вектору напряженности магнитного поля. В поле Н частица будет двигаться под действием силы Лоренца evH/c = реН, уравновешенной центробежной силой ym-v^T = Рр/г, где е - электрический заряд частицы, у - лоренц-фактор частицы, равный (1 - Р)'^, р = v/c (наше доказательство справедливо и для релятивистского движения - со скоростью v близкой к скорости света с), r - радиус окружности, по которой движется частица, Р = урте^ - импульс частицы в единицах энергии. Отсюда имеем Н == Р/ге.
      Теперь найдем магнитный поток, ограниченный траекторией частицы окружностью радиуса г:Ф == яг^Н = = Ргп/е (подставили полученное выше выражение для Н). Но Рг/с - модуль момента импульса вращающейся по окружности частицы, который, как известно из квантовой
      механики, квантован, то есть целочисленен постоянной Планка h: Pr/c = lh, где I = 0,1,2,3,... - целое число, называемое орбитальным квантовым числом. Следовательно, Ф = (7thc/e)l = Фд1, что и требовалось доказать.
      Как видите, в процессе доказательства мы получили величину кванта магнитного потока Фд = ясЬ/е.
      А если частица имеет ненулевую составляющую импульса на вектор напряженности магнитного поля H, то она, как известно, будет двигаться в поле Н по спирали. И эта спираль, легко видеть, также будет охватывать целое число квантов магнитного потока. Иначе и быть не может, если представлять, что силовые линии магнитного поля - это образы квантов магнитного потока - флюксоидов. Флюксоиды порождают волны де Бройля и спины частиц. Французский принц Луи де Бройль [во Франции уже давно воцарилась республиканская форма правления и принцы там работают, как и остальные граждане] первым обнаружил, что со всеми частицами связаны волновые процессы, которые ранее были известны только для механических колебаний (маятник, волны на воде), для звука и для частиц света - фотонов. Он же первым построил диковинный атом с электронами, которые удалены от ядра преимущественно на расстояниях, кратных длинам волн де Бройля. Такой атом поглощает и испускает свет (как микроскопический музыкальный инструмент - звук) вполне определенных частот, что в принципе объяснило наблюдаемые линейные спектры излучения и поглощения атомов.
      Модель де Бройля вскоре математически развил австриец Эрвин Шрёдингер, написав свое знаменитое волновое уравнение (уравнение Шрёдингера). Его абстрактными пси-функциями стали моделировать целые океаны толкущихся, взаимодействующих друг с другом (интерферирующих) волн де Бройля. Откуда же берутся эти волны, какова их природа, было совершенно непонятно. А математический смысл понятен: амплитуда волн определяет вероятность найти частицу (или систему частиц) в данный момент времени в данном месте пространства в данном состоянии.
      Теперь же мы видим, что радиус вращения заряженной частицы в магнитном поле одного флюксоида r = hc/P = h/p - ни что иное, как длина волны де Бройля данной частицы - её фундаментальная квантовая характеристика! А что у частиц, не имеющих электрического заряда? И у них то же - ведь в формулу для длины волны де Бройля заряд не входит. Кроме того, мы знаем, что величина кванта магнитного потока Фд по Ф. Лондону обратно пропорциональна заряду электрона е - типичному кванту заряда макроскопических атомных тел. Но в природе существуют элементарные частицы с другими зарядами: 0 (незаряженные частицы), 1/3 и 2/3 (заряды кварков), 2,3 и т.д. (всё в единицах е). Возникает законный вопрос; а не существует ли для каждого заряда частицы е* (включая нулевой заряд) свой собственный квант магнитного потока Ф* = Tich/e*? Если считать, что существует, то длина волны де Бройля, определенная как радиус вращения частицы в магнитном поле собственного флюксоида Ф*, приобретает универсальный характер.
      В этом случае движущаяся частица всегда порождает около себя свой "персональный" квант магнитного потока, в котором она вращается по окружности с радиусом длины волны де Бройля. Такое "собственное вращение" естественно связать со спином частицы: спин - вихревое движение частицы в магнитном поле собственного флюксоида. Так что флюксоиды дарят нам и наглядный образ этого ранее совершенно таинственного понятия, которое в 1924 году ввели в квантовую механику, как говорят теоретики, "руками" - спин проявился сначала в экспериментах, а уж потом для него придумали теоретическую модель.
      Иная судьба была уготована магнитным зарядам, существование которых также следует из существования флюксоидов.
      Мир магнитных зарядов
      Магнитные заряды. Сначала покажем, что магнитный заряд - прямое следствие факта квантованности магнитного потока.
      Действительно, в случае существования магнитных зарядов е^ и квантов магнитного потока Ф* по известной теореме Остроградского - Гаусса для потока Ф магнитной индукции В через замкнутую поверхность S, внутри которой сосредоточен суммарный магнитный заряд ^е^, можно записать: Ф =
      пФ* = J BdS = 4я^е^ (также, как для электрических зарядов
      s
      е* поток электрической индукции D равен J DdS = 4я1е*).
      S
      Здесь п - натуральное число. При п = 1 получаем минимальное отличное от нуля значение суммы магнитных зарядов X е^ = Ф*/4я = е^ (при данном кванте магнитного потока Ф*) - более мелкие (дробные) магнитные заряды могли бы соответствовать только меньшим значениям Ф*.
      Таким образом, если существуют кванты магнитного потока Ф*, то существуют и кванты магнитного заряда е^ = ch/4e*.
      Вообще же возможен ряд значений "обобщенного" магнитного заряда е^ = (ch/4e*)n, где п - натуральное число (п = 1,2,3,...).
      Представление о магнитных зарядах ввел в физику в 1931 году знаменитый английский физик Поль Дирак. Он назвал их магнитными монополями.
      Дирак показал, что магнитный заряд должен иметь величину е^ = (ch/2e)n, где с - скорость света в вакууме, h - постоянная Планка, е заряд электрона, п - натуральное число (1,2,3,..). Легко видеть, что дираковский магнитный заряд вдвое больше нашего "обобщенного", и ряд "обобщенных" зарядов (при разных значениях числа п) включает в себя дираковские заряды.
      Появление в физике магнитных зарядов - источников магнитного поля усилило симметрию [гр. - соразмерность, гармония] электрических и магнитных полей. Действительно, оба заряда определяются друг через друга совершенно одинаково: е^ = (ch/4e*)n и е* = (ch/4e^)n. И если есть заряды одного типа - электрические, то должны быть и заряды другого типа - магнитные.
      "Магнитные" миры. После введения в физику магнитных зарядов уравнения Максвелла, описывающие все классические
      электромагнитные явления, становятся совершенно симметричными относительно электрических и магнитных характеристик любых процессов. И допускают их взаимную "подмену".
      Например, вместо электрического тока можно рассматривать поток магнитных зарядов - магнитный ток. Как около электрического тока возникает кольцевое магнитное поле (силовые линии магнитного поля замкнуты), так и около магнитного тока возникнет кольцевое электрическое поле (с замкнутыми силовыми линиями электрического поля).
      Так же, как работает обычный электродвигатель, мог бы работать и "магнитодвигатель". Только в последнем, например, вместо магнитных материалов использовались бы диэлектрики.
      Теперь мы можем даже представить себе "зеркальный магнитный мир", подобный нашему, в котором все электрические заряды заменены на магнитные, а магнитные - на электрические. И, соответственно, там, где у нас присутствуют магнитные поля, у "них" будут поля электрические и наоборот.
      В таком "магнитном" мире около атомных ядер из "слипшихся" тяжелых магнитных монополей одного знака будут вращаться легкие магнитные монополи другого - противоположного знака - "магнитные электроны".
      Эти "магнитные" атомы могут быть гораздо больше или гораздо меньше наших привычных "электрических" атомов. Из "магнитных" атомов могут состоять "магнитные" молекулы, "магнитные" звезды и планеты, "магнитные" растения и животные. И, конечно, могут существовать "магнитные люди" великаны или "магнитные люди" - лилипуты, живущие на своих, соответственно, гигантских или на микроскопических планетах.
      Впрочем, нельзя исключить и того, что такие гипотетические "магнитные миры" встроены в наш привычный "электрический" мир.
      В отличие от мира из античастиц (антимира), соприкосновение которого с нашим миром немедленно приведет к аннигиляции [лат. nihil - ничто, аннигиляция - превращение материи в излучение], "магнитные" миры могут находиться
      по соседству с нами, а мы этого можем не замечать - ведь "магнитные" атомы будут излучать тот же свет, те же фотоны, что и наши привычные "электрические" атомы. Наблюдая, например, "магнитную" звезду в телескоп, мы не сможем догадаться, что это "магнитная" звезда. И будем только удивляться необычному спектру ее излучения.
      Существуют ли магнитные миры, мы сегодня не знаем и поэтому о них больше говорить не будем. Пока никто не знает даже, чему равно натуральное число п, входящее в формулы для величин зарядов - увы, магнитные монополи до сих пор не обнаружены. Хотя затраченные на их поиски усилия нескольких поколений физиков были огромными - проблема то захватывающая!
      Многие физики ищут магнитные монополи и сейчас. Поэтому сразу отметим причины, по которым они их скорее всего не найдут.
      Почему неуловимы магнитные монополи? Классические магнитные монополи Дирака - будем их для краткости называть d- монополями - это почти "точечные" частицы с магнитным зарядом. Как показали современные расчеты, такие "магнитные точки" должны быть очень тяжелыми. У монополей типа "стандартного" тяжелого магнитного монополя Полякова т'Хоофта - назовем их pt- монополями - масса в 10^ раз превышает массу протона! Это уже масса крупной живой клетки (такой, например, как клетки дрожжевых грибов или красных кровяных телец человека).
      Магнитные монополи - "прочные", стабильные частицы. Поэтому в ранней "горячей" Вселенной магнитные монополи не только существовали в огромных количествах, но и постоянно в ней образовывались, рождались. Сейчас же наша Вселенная "остыла" - в результате грандиозного расширения ее средняя температура опустилась до 3 К. И магнитные монополи могут рождаться только в отдельных "горячих" точках например, вблизи черных дыр. А монополи - старожилы Вселенной (их называют реликтовыми) "рассредоточились" по безграничным просторам Вселенной. Сегодня известно, что такие частицы в природе могут быть крайне редкими (это следствие так называемых инфляционных моделей
      раздувающейся Вселенной). Скажем, на Земле или во всей солнечной системе может находиться только один d-монополь. Попробуйте его найти!
      Кроме того, тяжелые d-монополи должны быть тщательно "спрятанными" в недрах небесных тел - внутри планет или звезд. Сюда они неизбежно "упадут" после ионизационного торможения в межзвездной среде.
      Но даже если d-монополи могут выскакивать из своей "гравитационной тюрьмы" (такую возможность ниже мы разбираем), они не могут быть зарегистрированы обычными ионизационными детекторами. А именно с помощью таковых их сегодня преимущественно ищут! К сожалению (для тех, кто так именно ищет) нерелятивистские d-монополи не ионизируют обычное вещество.
      "Ловцы" же медленных монополей (с помощью сверхпроводящих индукционных детекторов) сегодня располагают ничтожной для поиска монополей суммарной (всемирной) чувствительной площадью - около 10 квадратных метров. Легко видеть, что при возможном потоке d-монополей порядка 10 штук на квадратном километре в год (эта цифра обоснована в опубликованных работах автора) "на отлов" одного d- монополя потребуется не менее 10 тысяч лет!
      Некоторые "охотники" за монополями с помощью ионизационных или черенковских детекторов расчитывают их увидеть по излучению порождаемых d-монополями частиц высоких энергий. Такое, в принципе, возможно: когда монополь разрушает, например, протон на позитрон и нейтральный пион (процесс Рубакова-Кэллона), образуются ионизирующие частицы с суммарной энергией около 1 ГэВ.
      Но, увы, монополи просто обязаны обрастать оболочками из заряженных частиц (см. ниже). Такого рода образования называют монопольными атомами и молекулами. Стационарная оболочка из протонов или даже атомных ядер вокруг d- монополя препятствует попаданию тех же протонов в зону действия процесса Рубакова-Кэллона (в зону активности лептокварков). Ничего с этим не поделаешь - действует электростатическое отталкивание одноименно заряженных частиц (кулоновский барьер).
      Ситуация столь безрадостна? Нет. Просто нужно искать другие "неточечные", недираковские монополи. Их можно (и нужно) обнаружить по удивительным свойствам, к которым мы перейдем ниже.
      А тем, кто заинтересовался дираковскими магнитными монополями, рекомендуем научную книгу (увы, на английском языке): "Theory and detection of magnetic monopoles in gauge theories". Edit. N.Craigie, 1986. World Scientific Publ.Co. Singapore (автор в свое время с удовольствием читал ее в Российской государственной библиотеке - в бывшей "ленинке"). Монополь - "магнитная звезда". Любой ненулевой магнитный заряд - источник целого числа квантов магнитного потока. Например, магнитный монополь Дирака - источник 2п квантов магнитного потока Ф (где п = 1,2,3,...), а "обобщенный" заряд е* - п квантов Ф*. JTO сразу же следует из теоремы Остроградского - Гаусса для магнитных зарядов. Но можно обойтись и без использовании интегралов:
      Поместим, например, монополь Дирака в центре сферы с радиусом г.
      Площадь сферы S = 4лг^ на поверхности сферы S напряженность магнитного поля Н = Сд/г^ = Фд/2т-2. Следовательно, магнитный поток монополя Ф = HS = Фд2п, что и требовалось определить.
      Значит, при п = Id- монополь - источник двух квантов магнитного потока - из него "исходят" (или в него "входят") две силовых линии магнитного поля, два флюксоида.
      При п = 2 d- монополь похож на "звездочку" из четырех силовых линий ("крест"), а при п = 3 это "шестилучевая звездочка" с лучами флюксоидами. И так далее.
      Естественно, что при наличии системы магнитных монополей мы получим ветвящуюся магнитную цепь флюксоидов.
      Флюксы - продукт "материализации" флюксоидов
      Необходимость появления материи из флюксов. Проделаем мысленный эксперимент: будем "бросать" на монополь Дирака электрически заряженные частицы с
      вым магнитным дипольным моментом (это частицы с ненулевым спином, например, электроны и кварки).
      Такие частицы - магнитики будут и сами притягиваться к монополю из-за магнитного взаимодействия с ним (так притягиваются железные опилки к магниту). Кроме того, "притянутые" монополем частицы могут вращаться под действием силы Лоренца, охватывая своей траекторией, как мы знаем, целое число квантов магнитного потока. В результате флюксоиды окажутся окруженными вращающимися облаками заряженных частиц.
      Легко видеть, что эти облака заряженных частиц сосредоточатся вдоль флюксоидов и сформируют около них длинные цилиндрические вихри.
      Действительно, каждый элементарный вихрь из одной частицы - "лепесток с током", притягивается своим магнитным полем к флюксоиду. Если к одному флюксоиду притянутся два или больше "лепестков", то они не смогут "сесть" на флюксоид так, чтобы разделить между собой его магнитный поток - он же квантован, то есть неделим! Следовательно, они "сядут" на флюксоид только последовательно - друг за другом, как шашлык на шампур.
      Кроме того, "лепесткам" энергетически невыгодно поворачиваться друг к другу своими одноименными магнитными полюсами - они, как известно, отталкивают друг друга. "Лепесткам" энергетически выгодно расположиться цепочкой вдоль флюксоида, формируя длинный вихревой электромагнит-соленоид.
      Процесс образования соленоидальных вихрей заряженных частиц около магнитных монополей, который мы рассмотрели, повидимому, происходил в ранней "горячей" Вселенной: в ней было предостаточно и монополей, и частиц! Поэтому флюксоиды неизбежно "материализовывались". Нарождающиеся магнитные монополи сразу же обрастали вихревыми соленоидами - флюксами. А вся Вселенная, расширяясь, структурировалась - заполнялась не просто беспорядочно движущимися нарождающимися частицами, а частицами упорядоченными: вдоль флюксоидов вращались вихри частиц, а сами "волокна" флюксов, соединяя магнитные монополи
      ных знаков (северные и южные магнитные полюса), создавали сложнейшие узоры разветвленных магнитных цепей - флюксовый каркас Вселенной, ее космоскелет. Здесь явно просматривается аналогия с нитяным каркасом живой клетки - с ее цитоскелетом, иначе - с клеточным матриксом.
      Рассмотрим подробнее процесс "материализации" флюксоидов.
      Формирование облаков частиц. Покажем, что для реализации квантованности собственного магнитного потока внутри вращающегося облака электрически заряженных частиц необходимо много - сотни частиц.
      Известно, что магнитное поле Н в центре кругового витка с радиусом R и с током i можно найти по формуле Н = 27ci/cR. Отсюда получим оценку магнитного потока через виток Ф " icR^(27ci/cR).
      Если ток i создается вращающейся по этой окружности со скоростью v частицей с зарядом е*, то i = ve'/lnR, а Ф " 7tR2(2iive*/2iccR2) = nveVc.
      В то же время мы знаем, что Ф* = lthc/e*. Следовательно, для того, чтобы отношение Ф/Ф* было близким к единице, нужно, чтобы таким же было отношение (7cve*/c)/(7lhc/e*) = (v/c)(e"^/hc). Но v/c всегда меньше единицы, а отношение (e*^/hc), например, для электронов и кварков - основных частиц, с которыми мы будем далее иметь дело менее 1/100 (при е* = е это отношение равно постоянной тонкой структуры - 1/137). Значит, для реализации кванта магнитного потока в кольце любого радиуса необходимо одинаковое (одностороннее) вихревое движение сотен частиц (около ста частиц - если у них е* = ей v/c = 1).
      Здесь необходимо разъяснить принципиальный вопрос: почему частицы могут накапливаться в одном состоянии? Известно, что, например, кварки и электроны имеют полуцелый спин, то есть они являются фермионами (у фермионов спин в единицах h равен 1/2, 3/2, 5/2 и так далее). А фермионы не могут находиться в одинаковом состоянии (запрет Паули).
      Оказывается, что объединяясь в пары, два фермиона превращаются в бозон - в частицу с целым спином (такие пары электронов в твердых телах называют куперовскими парами).