A fizikusok először pillantják meg az „Alice-gyűrűket”: ScienceAlert

Végül furcsa hurkokat láttak a valóság szövetében, amely rendkívül hideg gázban képződik, lehetőséget adva a fizikusoknak egy furcsa egyoldalú mágnesesség viselkedésének tanulmányozására.

Az „Alice Csodaországban” után „Alice hurkok” néven ismert körkörös struktúrák az Egyesült Államok és Finnország kutatóinak együttműködése, amelyeknek már van egy hosszú listája a topológiai monopólusoknak nevezett kvantummezők torzulásaival kapcsolatos felfedezésekről.

A mágnesen lévő pólus izolált megfelelője, a monopólusok valóban úgy néznek ki, mint amit Alice láthat, miközben üldözi a Fehér Nyulat. Egy mágnest kétfelé vágva nem sikerül elválasztani az északit a délitől, de elméletileg lehetséges, hogy egy kvantumgépben monopólusok keletkeznek, amelyek különböző erőket és részecskéket idéznek elő.

1 példány A monopólus egy elemi részecske formáját ölti, egy olyan részecske, amely dacolt minden definiálási kísérlettel, és eddig tisztán hipotetikus maradt.

A monopóliumok azonban máshol is megjelenhetnek. A különböző kvantumterek habzása sajátos egyoldalú mágneses stílust idézhet elő, miközben forognak, húznak és rángatják környezetüket, hogy rövid életű anomáliákat generáljanak, amelyek egy töredék pillanatra felbukkannak, mielőtt ismét eltűnnének a lázban.

A finn Aalto Egyetem Monopole Collaboration tagjaként Mikko Mutonen fizikus nagyon jól ismeri a kvantumszövésben előforduló örvények, húrok és összefonódások egész sorát.

És 2015-ben, csak egy évvel később Bizonyítsa be a topológiai monopólium létezését!Moutonen és munkatársai Diadalmasan sikerült Az egyik megfigyelésben először izoláltan a rubídium atomok rendkívül hideg állapotában, az úgynevezett Bose-Einstein kondenzátumokban (BEC).

„Mi vagyunk az egyetlenek, akik képesek voltak topológiai monádokat létrehozni kvantumtartományokban” – magyarázta Motonen a ScienceAlertnek.

„A létrehozásuk után a kvantumcsomópontokat is tanulmányoztuk skyrmions Mielőtt közelebbről megvizsgálnánk, mi történik egy topológiai pólus monopóliumával közvetlenül a létrehozása után.”

Kevesebb mint két évvel a kezdeti megfigyelések után az együttműködés meglepő felfedezést tett: a monopólusokat lebomolhat más típusokhoz.

A legutóbbi vizsgálat során a kutatók ismét azt figyelték, hogy a topológiai monopólusok valami mássá oldódnak fel, de ezúttal a végeredmény olyan volt, mint egy mini bejárat a Csodaországba – úgynevezett struktúrákba. Alice láncok.

Alice húrjai szorosan kapcsolódnak a monopólusokhoz, mivel a hurkokhoz közeledve egyoldalú mágneses pólusokká tekerednek. Ezeket az Alice-láncokat Alice-gyűrűknek nevezik.

Míg azonban a tipikus monopólusok néhány ezredmásodpercig is eltarthatnak, Alice hurkai több mint 80 ezredmásodpercig – körülbelül 20-szor tovább.

„Távolról Alice gyűrűje egy monopólusnak tűnik, de a világ más alakot vesz fel, ha átnézünk a gyűrű közepén” – mondja David Hall, az amerikai Amherst College fizikusa.

Alice üvegéhez hasonlóan a BEC kvantumterében a furcsa mágneses gyűrűn való áthaladás mindent a feje tetejére állíthat. Más monopóliumok, amelyek véletlenül átesnek, tükröződnek a tükörképükben, és a gyűrűt az ellenkezőjébe fordítják, ahogy átcsúszik.

Bár a csapatnak még kísérletileg meg kell figyelnie ezt az inverziót, izgalmas előrelépést jelent a gyűrűképződés megfigyelése a topológiai monopólium bomlása során.

Gyakorlati szinten csak találgatni tudjuk, hogy ezek az eredmények hogyan érvényesülnek. De minél többet tudunk meg a kvantummezők instabil természetéről, annál jobban fel tudjuk térképezni vizeiket, és megértjük a valóság mélyebb valóságát.

„Először is, az Alice gyűrűk létrehozása alapvető fontosságú” – mondja Motonen a ScienceAlertnek.

„Fényt és ihletet ad az univerzum legmélyebb összetevőinek, az anyagnak és az információnak a keresésében.”

Ez a kutatás ben jelent meg Nature Communications.