Co to jest magnetyzm?

Weźmy pod uwagę jeden kwant z morza kwantów energii wypełniających Wszechświat. W dużym powiększeniu wygląda on jak pokazuje rys. 1

Jest to struna mająca postać płaskiej, dwuwymiarowej sprężynki. Pod wpływem cząstek ciemnej energii sprężynka ta wykonuje ruch drgający. Im bardziej jest ona naprężona, tym większa jest jej częstotliwość drgań. Częstotliwość ta może osiągać od 10⁰ do 10²⁰ i więcej herców. Oprócz ruchu drgającego kwant wykonuje ruch postępowy, liniowy.

Drgające końcówki i wierzchołki sprężynki wytwarzają z ciemnej energii linie sił. Dwa drgające z różną częstotliwością końce sprężynki (N i S), wytwarzają linie sił pola magnetycznego. Dwa drgające z różną częstotliwością wierzchołki sprężynki (E i G), wytwarzają dwie różne pod względem „siły” linie pól, równoległe do siebie i prostopadłe do linii pola magnetycznego. Na rysunku „siłę” tych linii odzwierciedla ich grubość. Linie E w następnym etapie ewolucji staną się liniami pola elektrycznego, zaś linie G to w przyszłości linie pola grawitacyjnego. W kwancie energii drgające końcówki N i S tworzą dipol magnetyczny, są źródłem linii pola magnetycznego.

Jak z powyższego widać kwant energii jest dipolem magnetycznym. W makroświecie jest on odpowiednikiem magnesu sztabkowego. Kwant energii zbudowany jest z monopoli magnetycznych, jest dipolem elementarnym, jest niepodzielny.

Kwanty energii, jako elementarne dipole magnetyczne w określonych warunkach łączą się biegunami, ustawiają się jeden za drugim, jak sznur korali nanizanych na sztywny drut i w ten sposób tworzą promienie kwantów energii. Kwanty energii wykonują uporządkowany, liniowy ruch postępowy, tworzą promienie, tylko wtedy, gdy istnieje źródło kwantów. Promień istnieje tylko wtedy, gdy wydłuża się. Żeby mógł się wydłużać musi być on połączony ze źródłem wytwarzającym kwanty. Kwanty wytwarzane przez atomy danego ciała (np. gwiazdy) stanowią budulec dla stale rosnącego, wydłużającego się promienia. Uporządkowane, prostoliniowe ustawienie kwantów energii w promieniu powoduje, że kwanty te poruszają się w określonym kierunku. Jednym z przykładów promieniowania kwantowego jest promień świetlny. Pojedynczy promień świetlny jest to liniowy strumień wzajemnie „połączonych” biegunami dipolów magnetycznych (kwantów energii, fotonów), w którym każdy z nich zachowuje swoją indywidualność, swoją moc, swoją częstotliwość drgań, swój „kolor”. Pojedynczy promień światła białego jest jak pociąg składający się tylko z lokomotyw o różnej mocy, który przemieszcza się w Kosmosie dzięki podstawianiu do niego na stacji co raz to nowych lokomotyw. Z punktu widzenia człowieka jest to dziwny, wręcz „głupi” sposób transportu materii ale wynika on z natury świata kwantów i jest najszybszym we Wszechświecie sposobem przemieszczania materii na duże odległości.

Powyższe rozważania możemy zakończyć stwierdzeniem.

Kwant energii jest dipolem magnetycznym.

Załóżmy, że stale rośnie naprężenie przedstawionego wyżej kwantu energii. W pewnym momencie siły stabilizujące tą sprężynkę (siły sprężystości struny) okażą się za słabe i ulegnie ona odkształceniu (patrz rys. 2).

Tak odkształcony kwant staje się elektronem.

Elektron posiada zupełnie nowe własności.

– Nie jest już symetrycznym „elementarnym magnesem sztabkowym”, lecz stał się asymetrycznym „elementarnym magnesem podkowiastym”.

Przedstawione na rysunku 2 przekształcenie kwantu energii w elektron może zajść dwoma sposobami (patrz rys. 3).

Jeżeli odkształci się w jedną stronę, jego linie pola magnetycznego ułożą się tak jak pokazuje rys.3a. Jeżeli odkształci się w drugą stronę, jego linie pola ułożą się inaczej, tak jak pokazuje rys. 3b. Łatwo zauważyć, że elektrony przedstawione na rysunkach 3a i 3b stanowią lustrzane odbicia jednego elektronu. Oznacza to, że dwa identycznie zbudowane elektrony mogą posiadać różnie ułożone linie pola magnetycznego, mogą zachowywać się odmiennie w zewnętrznym polu magnetycznym. W fizyce cząstek elementarnych zjawisko takie jest znane i nazywane jest spinem. Nazwa ta jest pozostałością błędu popełnionego w przeszłości, kiedy elektron wyobrażano sobie jako wirującą kulkę. Jak z powyższego widać nazwa spin (kręt) nie ma nic wspólnego z obrotem elektronu wokół własnej osi. Jednak utrzymujemy ją, żeby nie mnożyć bytów.

– Elektron jest nośnikiem elementarnego ładunku elektrycznego, który na rysunku 2 obrazuje linia E.

Oznacza to, że elektron jest jednocześnie nośnikiem ładunków elementarnych dwóch pól, elektrycznego i magnetycznego. Linie tych pól są prostopadłe do siebie.

– Elektron jest on tworem trójwymiarowym. Oprócz długości i szerokości posiada trzeci wymiar, który można nazwać wysokością lub głębokością.

– Stracił on zdolność wydłużania się i skracania, stracił możliwość zmiany naprężenia, drgania z różnymi częstotliwościami, czyli w skali makro nie jest już wyznacznikiem temperatury.

– Elektron został „wytrącony ” ze świata kwantów tak jak osad wytrącany jest z roztworu. Jego kształt został „zamrożony” i drga on ze stałą, określoną częstotliwością.

– Ponieważ elektron wypadł ze świata kwantów, jego siłą napędową nie jest już ciemna energia, jego siłą napędową stały się kwanty energii. Może poruszać się ze zmienną prędkością mniejszą od c.

W rzeczywistości powyższy proces jest bardziej złożony. Jak pokazano w opracowaniu głównym pary elektronów w atomie wytwarzają pary kwantów energii, które natychmiast po powstaniu tworzą połączony biegunami magnetycznymi kwant zespolony (patrz rysunek poniżej).

Każdy kwant zespolony jest prekursorem pary elektron – pozyton. W wyniku jego rozpadu w procesie kreacji par, kwant pionowy (czerwony) wytwarzający linię E stanie się elektronem, zaś kwant poziomy (zielony) wytwarzający linię B stanie się pozytonem. Proces ten jest odwracalny. Gdy elektron i pozyton zderzą się, w procesie anihilacji powstaną z nich ponownie dwa kwanty gamma.

Jak z powyższego widać elektron jest elementarnym dipolem magnetycznym składającym się z monopoli magnetycznych. W makroświecie elektron jako dipol magnetyczny jest odpowiednikiem asymetrycznego magnesu podkowiastego, z tą różnicą że jako elementarny jest on już niepodzielny. Widać z tego, że poszukiwanie w przyrodzie monopoli magnetycznych jest zajęciem jałowym.

Kwanty energii jako elementarne magnesy sztabkowe mogą tworzyć struktury złożone

np. w postaci promieni świetlnych.

Powstaje pytanie czy elektrony jako elementarne magnesy podkowiaste mogą również tworzyć struktury złożone. Okazuje się, że tak.

Z rozważań przeprowadzonych w opracowaniu głównym wynika, że jądro każdego atomu zbudowane jest ze zobojętnionych protonów, które są nośnikami elementarnego ładunku grawitacyjnego. Zobojętnienie protonu oznacza, że naprzeciwko każdego protonu w różnych odległościach umieszczony jest elektron (patrz rys.5).

Rysunek powyższy przedstawia rozwiniętą spiralę jądra argonu (zwijanie spirali odbywa się od prawej do lewej). Z rys. 5 wynika, że każdy zobojętniony proton będący nośnikiem elementarnego ładunku grawitacyjnego jest jednocześnie dipolem elektrycznym typu

proton – elektron. Mówiąc bardziej precyzyjnie jest to dipol elektryczny pozyton – elektron obciążony obojętnym elektrycznie balastem od strony pozytonu.

Z rozważań przedstawionych powyżej wynika, że każdy elektron jest elementarnym dipolem magnetycznym. Oznacza to, że składnikami każdego atomu są równe co do wartości dipole magnetyczne, których ilość równa jest ilości protonów budujących jądro atomowe danego pierwiastka. Dla atomów wieloelektronowych momenty magnetyczne elektronów sumują się wektorowo tworząc wypadkowy, całkowity moment magnetyczny atomu. Elektrony te w poszczególnych parach protonów znajdują się naprzeciwko siebie. Dla par elektronów momenty magnetyczne sumują się wektorowo do zera. Dlatego o całkowitym momencie magnetycznym atomu decyduje „niesparowany” elektron.

Istnienie w atomie całkowitego magnetycznego momentu dipolowego oznacza, że atom będzie starał się ustawić odpowiednio do linii zewnętrznego pola magnetycznego. Jedno z możliwych ustawień przedstawia rys. 6. Dla jasności obrazu do rozważań przyjęto atom helu.

Widać na nim jeden z elektronów atomu na tle jądra atomowego. Poziome linie to linie pola magnetycznego. Z rysunku widać, że elementarne dipole magnetyczne (elektrony) ustawiając się równolegle do linii pola magnetycznego wymuszają ustawienie się atomu prostopadle do linii tego pola. Jeżeli takich atomów jest dużo, to ich elektrony łącząc się biegunami tworzą złożone dipole magnetyczne, tak jak to przedstawia rys. 8 .

W magnetyku tym, pod wpływem pola magnetycznego atomy starają się ustawić tak jak pokazano wyżej. Ułożone równolegle do siebie atomy magnetyka łączą się ze sobą biegunami magnetycznymi elektronów i tworzą znacznie większy wtórny dipol magnetyczny N-S. Asymetryczna budowa elektronów powoduje, że dipol utworzony przez te elektrony zagina się na kształt rogala. W wyniku tego na zewnątrz płaskiego magnetyka pojawia się linia pola magnetycznego tego dipola.

Linia pola magnetycznego, wytworzona bezpośrednio przez fizycznie istniejący dipol magnetyczny jest linią pierwszego rzędu, jest linią pierwotną, jest linią otwartą, posiadającą początek i koniec. Zaczyna się ona na jednym biegunie dipola magnetycznego a kończy na drugim.

Układ pierwotnych linii magnetycznych na zewnątrz magnesu sztabkowego przedstawia

rys. 9a. Układ dipoli magnetycznych wewnątrz magnesu sztabkowego przedstawia rys. 9b.

W ten sposób, wyłącznie na podstawie rozważań teoretycznych wynikających z Modelu 31, pokazano jak powstaje pole magnetyczne w przestrzeni wokół magnetyka Z rozważań tych wynika bardzo ważny wniosek.

Wewnątrz magnetyka istnieją zbudowane z atomów dipole magnetyczne, które są źródłem linii pola magnetycznego na zewnątrz magnetyka.

Tu po raz kolejny możemy powiedzieć; nie istnieją bezźródłowe linie pola magnetycznego.

Teraz możemy się już pokusić o podanie definicji magnesowania.

Magnesowanie jest to porządkowanie w magnetyku atomowych dipoli magnetycznych (elektronów w atomach) pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego, w wyniku czego uporządkowane atomy tworzą wtórne, złożone dipole magnetyczne, które z kolei wytwarzają linie pola magnetycznego w przestrzeni wokół magnetyka.

W niektórych metalach (np. żelazo kobalt, nikiel), wtórne dipole są tak silne, że wytworzone przez nie pole magnetyczne wielokrotnie przewyższa wielkość pola pierwotnego. Ponadto dipole te są tak trwałe, że metale te zachowują wewnętrzne dipole magnetyczne po usunięciu pierwotnego pola magnetycznego, a niszczy je dopiero znacznie podwyższona temperatura (tzw. temperatura Curie). Opisane wyżej zjawisko nosi nazwę ferromagnetyzmu.

W wielu metalach (np. sód, potas, glin) wtórne dipole są tak słabe, że wytworzone przez nie wtórne pole magnetyczne ledwo przewyższa wielkość pola zewnętrznego. Ponadto dipole te są tak nietrwałe, że metale te po usunięciu zewnętrznego pola magnetycznego, nie zachowują wcale własnego pola magnetycznego. Opisane wyżej zjawisko nosi nazwę paramagnetyzmu.

W wielu metalach (np. miedź, srebro, złoto), powstające pod wpływem pola zewnętrznego dipole wtórne wytwarzają wtórne pole magnetyczne, które osłabia zewnętrzne pole magnetyczne. Ponadto dipole te są tak nietrwałe, że metale te po usunięciu zewnętrznego pola magnetycznego, nie zachowują wcale własnego pola magnetycznego. Opisane wyżej zjawisko nosi nazwę diamagnetyzmu.

Porównajmy teraz linie pola magnetycznego wytwarzane przez magnes sztabkowy (rys. 10a) i solenoid (rys.10b).

Rysunek 10a przedstawia linie pola magnetycznego wokół magnesu sztabkowego całkowicie teoretycznie wywiedzione z Modelu 31. Rysunek 10b przedstawia linie pola magnetycznego wokół solenoidu.

Linie pola magnetycznego wokół magnesu sztabkowego są liniami pierwotnymi, są wytworzone przez dipole magnetyczne istniejące wewnątrz magnesu. Są to linie otwarte, każda z nich zaczyna się i kończy na dipolu magnetycznym. Linie pola magnetycznego solenoidu z prądem są liniami wtórnymi trzeciego rzędu (patrz notka CO TO JEST PRĄD ELEKTRYCZNY) . Są to linie zamknięte bez początku i bez końca. Znaczy to, że linie magnetyczne obu tych urządzeń różnią się diametralnie. Obecnie uważa się, że pola magnesu i solenoidu są zbudowane identycznie. Dlatego popularyzatorzy fizyki, czasami przedstawiają linie pola magnetycznego solenoidu tak jak linie pola magnesu sztabkowego (rys.10c), a linie pola magnesu sztabkowego tak jak linie pola solenoidu (rys. 10d).

Tak robić nie należy. To jest elementarny błąd wynikający z braku właściwej odpowiedzi na tytułowe pytanie tej notki CO TO JEST MAGNETYZM ?