Magnetische Monopole tauchen bemerkenswert häufig in physikalischen Theorien auf ? doch nachweisen konnte sie bislang noch niemand. Jetzt haben zwei Forscher ein mögliches Versteck für magnetische Elementarladungen ausgemacht: Werden sie von einem Schwarzen Loch geschluckt, könnten sie dieses nach Berechnungen der Wissenschaftler in Drehung versetzen, berichtet das Wissenschaftsmagazin New Scientist.
Im Gegensatz zu elektrischen Ladungen, die in Form negativ geladener Elektronen und positiv geladener Protonen vorkommen, gibt es Magneten nur als sogenannten Dipol: Pluspol und Minuspol treten stets gemeinsam auf. Viele theoretische Physiker vermuten allerdings, dass es auch magnetische Monopole gibt. Die rätselhaften Einheiten sind beispielsweise in der “Großen Vereinigungstheorie” nötig, derzufolge die vier Elementarkräfte bei hohen Energien zu einer einzigen Kraft verschmelzen.
“Magnetische Monopole sind bemerkenswert robust, sie tauchen in zahlreichen Theorien auf”, bemerkt Mitautor Claudio Bunster im ‘New Scientist’, “aber dennoch können wir keinen einzigen finden.” Dieses Dilemma brachte Bunster und seinen Kollegen Marc Henneaux auf die Idee, zu berechnen was passiert, wenn ein Schwarzes Loch einen magnetischen Monopol verschluckt. Der Physiker Paul Dirac, einer der Begründer der Quantentheorie, postulierte schon in den 1920er Jahren, dass es magnetische Monopole gibt und dass sie einen quantenmechanischen Drehimpuls, den sogenannten Spin, auf andere Objekte übertragen können. Bunster und Henneaux fanden nun heraus, dass der Spin in eine klassische mechanische Drehung umgewandelt wird, sobald der Monopol den Ereignishorizont des Schwarzen Lochs überquert.
Dirac hatte noch vermutet, dass magnetische Monopole punktförmige Gebilde sind. Allerdings verletzen solche Monopole den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, der besagt, dass die Entropie (entspricht in etwa der Unordnung) im Weltall stets zunimmt: Wird ein Monopol von einem Schwarzen Loch verschluckt, dann schrumpft dieses und die Entropie nimmt ab.
Der Physiker Paul Davies nimmt daher an, dass magnetische Monopole etwa so groß wie ein Atomkern sind und auch eine gewisse Masse besitzen. Verschluckt ein Schwarzes Loch einen solchen Monopol, dann schrumpft es zwar ein, aber die Entropie nimmt Davies Berechnungen zufolge zu. “Es scheint, als gäbe es eine sehr feine Balance zwischen den verschiedenen Effekten, die dazu beiträgt, den Monopol zu retten”, sagt Davies im ‘New Scientist’.
Claudio Bunster (Centro de Estudios Científicos, Valdivia, Chile), Marc Henneaux (Freie Universität Brüssel): High Energy Physics – Theory, im Druck Ute Kehse
