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자기 홀극 (힘의 선이 '고슴도치' 형태로 3차원으로 확장됨을 주의하세요)

자기 홀극

자기 홀극은 자기 전하 단위를 지닌 기본 입자이다. 홀극은 그 자체가 반입자이다. 북극 홀극은 남극 홀극과 만나면 상호 소멸한다. 홀극과 관련된 것으로 다이온이 있으며, 이는 자기 전하에 더하여 전하를 지니고 있다. 정보 시대(Information Age) 이전의 물리학자 P.A.M. 디랙이 처음 이론화한, 68.5n*e 전하를 가진 단일 홀극의 존재(n=1,2,3,...)는 우주에서 기본 전하 단위인 e의 값을 고정하는 역할을 했다. 홀극은 우주의 위상과 직접적인 연관이 있다. 인스턴톤과 달리 홀극은 본질적으로 안정적이다.

첫째, 고전적 디랙 홀극의 디랙 끈은 페르미온(스핀 1/2 입자)의 위상 속성과 연결되어 있다. 특히, 끈으로 배경과 연결된 페르미온은 360도 회전에 의해 얽히지만, 720도 회전에 의해 풀린다*. 다음으로, 고전 우주론에서 힉스 보손과 대칭성 깨짐 메커니즘이 발견되면서, 홀극은 스칼라 힉스 장에서 0차원, 즉 점 결함인 소위 "고슴도치 포텐셜"로 밝혀졌다. 자세한 내용은 아래 참고문헌을 참조하라. 마지막으로, 질량이 없는 홀극은 비아벨 끈 이론과 SU(2) 초대칭 이론에서 자연스럽게 발생한다.

위상적 특성 때문에, 홀극은 키블 메커니즘**을 통해 우주 초기에 많은 수가 자연적으로 생성된다. 뒤에서 설명할 독특한 속성 때문에, 홀극 생성률은 우주의 인플레이션과 같은 다른 요인에 의해 상당히 제약되어야 한다.

속성

홀극은 강한 자기장에서 쉽게 가속된다. 다이온(전기적으로 그리고 자기적으로 하전된 홀극)이 가능하지만, "색깔을 띤" 다이온(강한 핵력으로부터의 SU(3) 색전하)은 불가능하다. 거대한 홀극은 최대 10E16 GeV의 무게를 가지며, 이는 아메바와 동등하다.

강한 핵력 에너지 규모(예: 핵융합)에서, 홀극 핵은 통일 게이지 군의 대칭성을 복원하며, 이는 핵의 면적에 비례하여 핵자 붕괴를 촉매한다. 이것은 10E^-56 cm2로 매우 작은 수이며, 일반적으로 무시할 만하다; 그러나 페르미온의 s파(각운동량 양자수 l=0, 예: 구형 궤도)는 홀극 핵과 상호작용하여 "s파 흡입"을 생성한다. S파 흡입은 홀극의 바닥 상태 궤도 크기를 확대하여, 단위의 단면적을 생성한다: 예를 들어, SU(5) 이론***을 사용하면 두 가지 1차 근사 반응은 다음과 같다:

홀극 + 중성자 ---> 홀극 + 음전하 파이온 + 양전자
홀극 + 양성자 ---> 홀극 + 중성 파이온 + 양전자

자연 발생

초기 우주의 상전이는 우주의 자연 진공 기댓값과 다른 "거짓 진공 상태"에 해당하는 위상 결함을 생성한다. 에너지 수준이 대칭성 깨짐 규모 이하로 떨어지면, 이러한 결함은 영구적인 특징으로 "동결"된다. 결함률은 입자 지평선과 상관관계가 있다; 이 키블 메커니즘은 홀극 대 엔트로피의 일정한 비율을 초래한다:

n/s ~ 10^2(T/m)^3

여기서 n = 홀극의 수, s = 엔트로피, T = 상전이 온도, m은 플랑크 질량이며, 입자 지평선은 t^-1으로 가정된다. 여기서 t는 우주가 온도 T에 있었을 때의 시간이다.

T=10¹⁴GeV, 홀극 질량 = 10¹⁶GeV일 때, n/s ~ 10^-13이다.

이 큰 비율은 인플레이션이 없었다면 현재 관측된 것보다 약 10¹¹배 더 무거운 닫힌 우주를 생성했을 것이다.

잔류 홀극은 은하 및 은하간 자기장에서 가속된다. 예를 들어, 은하수의 은하 자기장은 3E^-6 가우스이며, 약 300 파섹의 일관성 길이를 가지고 있다. 이것은 잔류 홀극을 다음 속도로 가속한다:

v~3E-3 c (10E16GeV/m)^(1/2)

여기서 c = 빛의 속도이고 m은 GeV 단위의 홀극 질량이다

홀극은 에너지 방출을 촉매할 수 있으므로 원시 홀극 플럭스 F의 한계를 설정한다. 예를 들어, 태양 중심에 있는 10E28개의 홀극만으로도 4E33 ergs/초의 전체 태양 광도를 생성할 수 있다.

행성, 별, 그리고 중성자별은 이론적으로 다음과 같은 방식으로 홀극을 축적한다:

.6에서 30 태양 질량의 주계열성은 속도 < 10E-3c로 m < 10E18 GeV의 홀극을 높은 효율로 포획한다. 수명 동안, 주계열성은 10E40 * F개의 홀극을 축적한다.

중성자별은 홀극을 가장 효율적으로 수집한다; 질량 < 10E20 GeV이고 v < 10E-3c인 홀극은 단위 효율로 포획된다; 10E10년에 10E37*F개의 홀극.

목성형 행성은 10E16GeV보다 질량이 작고 v <10E-3인 홀극을 차단한다. 지구와 같은 암석 핵 행성은 가볍거나 천천히 움직이는 홀극만 차단할 수 있다; 10E16 GeV 질량의 홀극은 v < 3E-5 c로 움직여야 한다.

잔류 홀극을 찾는 문명은 일반적으로 가스 자이언트의 핵 내부에서 검색을 시작한다. 더 발전된 문명은 중성자별 내부를 살펴본다.

기술

문명이 약한 대칭성 깨짐 영역(300GeV +)의 에너지를 탐사할 수 있는 세계 크기의 입자 가속기를 건설하면, 질량이 없는 홀극 생성이 시작될 수 있다. 질량이 없는 홀극은 처음에 기가 규모의 발전소에서 홀극 촉매 핵융합을 통해 에너지를 생성하는 데 사용된다. 질량이 없는 홀극은 300GeV 에너지 규모 이하에서 본질적으로 불안정하기 때문에, 현장에서 생성하고 사용해야 한다.

10E13GeV 규모에서 초대칭성에 대한 깊은 이해와 조작(즉, 10E27 K의 온도, 아르카일렉트들(Archailects)를 제외하고는 거의 불가능함), 또는 탐사, 또는 무역을 통해, 10E3에서 10E4 GeV 범위의 안정적인 거대 홀극을 저장할 수 있다. 이것은 즉시 관련 기술을 대거 열어 준다:

1) 홀극 촉매 핵융합을 사용하는 휴대용 발전소
2) 마그매터 생산
3) 전자기력의 고급 조작
4) 더 많은 홀극의 생산

기술 1)은 농축된 형태로 홀극을 저장하고 전력 생산의 촉매로 사용할 수 있는 능력에서 비롯된다. 홀극 촉매 핵융합이라는 용어는 다소 부정확한 명칭이다: 핵융합 반응은 홀극을 포함하는 플라즈마를 홀극 촉매가 핵을 중간자와 광자로 직접 변환하는 에너지 상태로 시동하는 데 사용된다; 그 이후에는 과정이 자체 유지된다. 두 번째로, 홀극 촉매 핵융합은 폭주 반응과 임계성이 모두 제어되고 방지되어야 하는 특징이라는 점에서 핵분열 발전소와 더 유사하다.

강력한 군사력은 이 기술을 사용하여 소형이고 강력한 홀극 촉매 "완전 변환" 폭탄을 만들 수 있으며, 이는 본질적으로 유사한 반물질 무기보다 더 많은 제어성, 치사성 및 저장 수명을 가진 융합-완전 변환 폭발 장치이다. (증가된 치사성은 반물질 장치보다 뮤온 생성이 훨씬 적기 때문에 나오며; 이는 반물질 장치의 "불발"과 비교하여 홀극 폭탄의 에너지 밀도를 집중시킨다. 제어성은 악시온 또는 힉스 생산과 같은 다른 부작용을 가진 반응을 생성하기 위해 융합 플라즈마에 다른 이국적인 입자를 첨가하는 것으로부터 나온다.)

마그매터 생산은 초기에 재료 과학이 밀도를 높이기 위해 재료에 홀극을 첨가할 수 있게 하며, 결국 순수 홀극 물질로 작업한다. 마그매터에서는 맥트론즈와 맥핵(Magnuclei)로 알려진 다양한 홀극 종들이 정상 중입자 물질의 유사체를 형성하지만, 훨씬 더 작고 훨씬 더 밀도가 높다. 마그매터 생산은 이러한 재료의 엄청난 강도를 사용한 고급 공학과 거대하고 붕괴된 물체를 통한 중력 조작의 핵심이다.

자기 전류의 원천으로서, 홀극은 극도로 강력한 자기장을 생성하는 데 사용될 수 있다. 이들은 다양한 기술적 용도가 있다. 예를 들어, 자기 홀극 기술은 버사드 램스쿱 우주비행 개념을 실용적으로 만들고, 핵융합 반응로 기술의 효율성과 소형화를 크게 향상시킨다. 강한 자기장의 정밀한 조작은 군사적으로도 많은 용도를 찾는다.

거대 홀극은 적당한 <10km 길이 입자 가속기를 사용하여 서로 또는 충분히 거대한 표적과 충돌시켜 더 많은 홀극을 효율적으로 생성하는 데 사용될 수 있다. 결과 화구는 다양한 이국적인 입자와 더 많은 홀극을 생성하며, 이는 자기장을 사용하여 쉽게 수확된 다음 포장되거나 추가 '증식' 가속기에 공급되어 더 많은 홀극을 만들 수 있다. 이 단계에서, 홀극은 비싸고 귀중한 상품에서 모든 종류의 것(계산, 재료 과학, 무기, 통신)에 일반적으로 사용되는 기술로 전환된다.

포워드 홀극보다 더 높은 질량의 홀극(모호하게 명명된 모라벡 홀극이라고 함)이 만들어지거나 발견되었다는 소문이 있다. 우주의 잔류 홀극은 아직 발견되지 않았고, 우주의 현재 에너지 밀도로는 만들 수 없지만, 특정 아르카일렉트들이 더 이국적인 용도로 그것을 찾고 있다는 소문이 있다.

역사

특이점(Singularity) 이전의 지구 연구자들은 두 개의 후보 홀극 탐지를 발견했으며, 이는 후속 이론이 제공한 것보다 훨씬 더 높은 플럭스를 시사했다. 일부 S~1 테라젠들 사회는 폐기된 시스템으로부터 자원을 회수하여 질량이 없는 홀극 공장을 건설하는 데 성공했다.

상호 발전 동맹(Mutual Progress Alliance)와의 무역이 특정 프로볼브된 클레이드가 홀극 촉매 핵융합을 실험하게 만들었다는 소문이 있다. 잠재적 재앙을 피하기 위해, 클레이드의 신은 자녀들에게 안정적이고 거대한 홀극을 선물했다. 자녀들은 만족했고 여러 세대 동안 이 새로운 기술을 평화적 용도로 사용했지만, 관리자 신들(Caretaker Gods) 중 하나와 접촉하기 전까지였다. 자녀들이 자기 방어 무기를 만들기 시작하자, 그들의 아르카일렉트는 홀극 부여를 철회했다. 어떻게든 신비롭게도, 부여된 모든 홀극과 부여된 홀극에서 만들어진 모든 홀극이 호킹 복사의 폭발로 증발했다. 오늘날까지, 홀극 기술은 금기로 남아 있으며, 홀극 무기는 에덴 협약(Compact of Eden)에서 금지했다는 소문이 있다.

각주

실생활 예는 손바닥에 든 물컵을 흘리지 않고 720도 회전시키는 것으로 수행할 수 있다 -- 필리핀 와인잔 트릭.

* 키블 메커니즘은 본질적으로 인과율의 결과이다 -- 초기 우주론에서 우주의 인과적으로 연결되지 않은 패치 사이의 경계에서 위상 결함이 형성된다. 우주 마이크로파 배경을 생성한 마지막 산란 표면은 약 10E5개의 인과적으로 연결되지 않은 영역으로 구성된다 예: 보이는 밤하늘의 각 도는 인과적으로 독립적인 영역에 해당한다.

** SU(5)는 SU(3) 강한 핵력을 SU(2)xU(1) 약전자기력에 결합한 최소 이론이었다. 불행히도, 이것은 10E31년 내에 양성자의 붕괴를 예측했고, 따라서 관측에 의해 배제되었다.

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