Fizycy po raz pierwszy dostrzegli „pierścienie Alicji”: ScienceAlert

Wreszcie zaobserwowano dziwne pętle w strukturze rzeczywistości tworzącej się w niezwykle zimnym gazie, co dało fizykom możliwość zbadania zachowań dziwnego rodzaju jednostronnego magnetyzmu.

Znane jako „pętle Alicji” po „Alicji w Krainie Czarów” okrągłe struktury są efektem współpracy badaczy z USA i Finlandii, która ma już długą listę odkryć związanych z zakłóceniami w polach kwantowych, znanymi jako monopole topologiczne.

Monopole, izolowany odpowiednik bieguna magnesu, naprawdę wyglądają jak coś, co Alicja mogłaby zobaczyć podczas pogoni za Białym Królikiem. Przecięcie magnesu na dwie połowy nie oddzieli jego północy od południa, ale teoretycznie jest możliwe, że w maszynie kwantowej powstaną monopole, które powodują powstanie różnych sił i cząstek.

1 egzemplarz Monopol ma postać cząstki elementarnej, cząstki, która wymykała się wszelkim próbom jej zdefiniowania i pozostaje na razie czysto hipotetyczna.

Monopole mogą jednak pojawić się gdzie indziej. Pienienie różnych pól kwantowych może dać początek ich własnemu rodzajowi jednostronnego magnetyzmu, gdy wirują, przyciągają i szarpią otoczenie, generując krótkotrwałe anomalie, które pojawiają się na ułamek chwili, po czym ponownie znikają w ferworze.

Jako członek Monopole Collaboration na Uniwersytecie Aalto w Finlandii fizyk Mikko Mutonen jest dokładnie zaznajomiony z całą gamą wirów, strun i splątań, które mogą pojawić się w splocie kwantowym.

A w 2015 roku, zaledwie rok później Udowodnić istnienie monopolu topologicznegoMoutonena i współpracowników Udało mu się to triumfalnie W jednej obserwacji po raz pierwszy w odosobnieniu w skrajnie zimnym stanie atomów rubidu zwanych kondensatami Bosego-Einsteina (BEC).

„Jako jedyni byliśmy w stanie stworzyć monady topologiczne w domenach kwantowych” – wyjaśnił Motonen ScienceAlert.

„Po ich stworzeniu poświęciliśmy trochę czasu na zbadanie również węzłów kwantowych Skyrmiony Zanim przyjrzymy się bliżej, co dzieje się z monopolem bieguna topologicznego natychmiast po jego utworzeniu.

Niecałe dwa lata po pierwszych obserwacjach w ramach współpracy dokonano zaskakującego odkrycia – monopoli może się rozłożyć do innych typów.

W ramach najnowszego badania naukowcy po raz kolejny obserwowali, jak topologiczne monopole rozpuszczają się w coś innego, ale tym razem efekt końcowy przypominał miniwejście do Krainy Czarów – nazwane struktury. Łańcuchy Alicji.

Sznurki Alicji są ściśle powiązane z monopolami, ponieważ w miarę zbliżania się do pętli zwijają się w jednostronne bieguny magnetyczne. Te łańcuchy Alice są znane jako pierścienie Alice.

Jednakże, podczas gdy typowe monopole mogą trwać kilka milisekund, pętle Alicji trwają ponad 80 milisekund – około 20 razy dłużej.

„Z daleka pierścień Alicji wygląda jak monopol, ale świat przybiera inny kształt, gdy patrzy się przez środek pierścienia” – mówi David Hall, fizyk z Amherst College w USA.

Podobnie jak szkło Alicji, przejście przez dziwny pierścień magnetyczny w polu kwantowym BEC może wywrócić wszystko do góry nogami. Inne monopole, które przypadkiem upadają, odbijają się w ich lustrzanym odbiciu, obracając pierścień w jego przeciwieństwo, gdy się przez niego prześlizgnie.

Chociaż zespół musi jeszcze zaobserwować tę inwersję eksperymentalnie, obserwowanie powstawania pierścieni podczas rozpadu monopolu topologicznego jest ekscytującym postępem.

Na poziomie praktycznym możemy jedynie spekulować, jakie będzie zastosowanie tych ustaleń. Jednak im więcej dowiadujemy się o niestabilnej naturze pól kwantowych, tym lepiej możemy mapować ich wody i rozumieć głębsze realia rzeczywistości.

„Przede wszystkim utworzenie pierścieni Alicji ma fundamentalne znaczenie” – mówi Motonen ScienceAlert.

„Rzuca światło i inspirację na poszukiwania najgłębszych składników wszechświata, materii i informacji”.

Badanie to zostało opublikowane w Komunikacja przyrodnicza.