Физики подтвердили загадочный (пока чисто теоретический) феномен «колец Алисы» — отсылку к приключениям Льюиса Кэрролла. Это открытие, связанное с распадом монополей (разновидность одностороннего магнетизма), может революционизировать наше нынешнее понимание квантовой физики. Подтверждение существования этих колец позволяет по-новому взглянуть на конкретные взаимодействия и предположить свойства квантовой реальности, которые еще не изучены, открывая новые перспективы исследований.
В квантовой физике в газах при чрезвычайно низких температурах были обнаружены интригующие петлеобразные структуры, открывающие окно в тип одностороннего магнетизма, известный как монополь. Эти кольцеобразные образования были названы «Кольцами Алисы» в честь знаменитого приключения Льюиса Кэрролла в Стране чудес и были открыты в результате международного сотрудничества групп американских и финских ученых.
Эти кольца, кажется, подтверждают десятилетия теории о том, как разрушаются монополии. Точнее, они превращаются в кольцеобразный вихрь, в центре которого проходящие через центр монополи инвертируются в противоположные магнитные заряды. Они вполне могут переопределить наше понимание магнитных явлений и того, как они проявляются в реальности. Работа «Монопольсамарбейд» опубликована в журнале .
Неуловимые монополи
В квантовой физике монополи представляют собой интригующую загадку. Если для известных диполей характерно наличие двух противоположных зарядов — положительного и отрицательного, то для монополей характерна особенность заряда. Они имеют только один заряд, определяемый как положительный или отрицательный. Эта особенность делает их особенно трудными для получения и изучения.
Несмотря на эти проблемы, исследовательская группа сделала значительный шаг вперед. Используя передовые технологии, они манипулировали газом, состоящим из атомов рубидия, и охлаждали его до чрезвычайно низкой температуры, близкой к абсолютному нулю. В этих условиях им удалось создать монополь, направив нулевую точку трехмерного магнитного поля в сторону квантового газа.
Обратите внимание: Исследования Марии Кюри в области радиоактивных элементов принесли ей признание как "матери современной физики".
Это кольцо окружено ферромагнитной фазой. Показаны два разных типа колец.Следует отметить, что первоначально команда доказала существование квантового аналога магнитного монополя в 2014 году и изолированных квантовых монополей в 2015 году в сверххолодном состоянии атомов рубидия, называемом бозе-эйнштейновским конденсатом (БЭК). Наконец, в 2017 году наблюдался разрыв.
Странные "кольца Алисы"
Однако эти квантовые монополи нестабильны и распадаются в течение нескольких миллисекунд после своего создания. Именно в этой нестабильности и формируется кольцо Алисы. В то время как монополи недолговечны, кольца Алисы удивительно долговечны. Моделирование показало, что эти кольца могут существовать 84 миллисекунды, что намного превышает время жизни монополей: более чем в двадцать раз.
Микко Мёттонен из Университета Аалто, соавтор исследования, заявил в пресс-релизе: «Впервые в результате нашего сотрудничества удалось создать кольца Алисы в природе, что является монументальным достижением. Эти наблюдения позволяют предположить, что кольцо Алисы пока неизвестные характеристики, которые потенциально могут содержать секреты» о самой природе квантовой реальности".
Являются ли кольца Алисы воротами в новый мир?
На первый взгляд кольцо Алисы поразительно напоминает монополь, особенно если смотреть сбоку. Это сходство может сбить с толку, поскольку эти два объекта, хотя и связаны, имеют разные свойства. Если подойти поближе и заглянуть в самое сердце кольца Алисы, происходит чудесная трансформация: все, что воспринималось раньше, таким, каким оно было, меняется на противоположное.
Это кольцо действует как призма, открывая альтернативную вселенную. Мёттонен говорит: «Это как если бы кольцо — это врата в мир антиматерии, а не материи», где обычные правила физики перевернуты с ног на голову. Здесь напрашивается сравнение с известной сказкой. Согласно этой истории, Алиса проходит через зеркало и попадает в перевернутый мир, где все противоположно тому, что она знает.
При этом монополь, проходящий через центр этого кольца, претерпевает метаморфозу. Он превращается в свою противоположность, антимонополь, с зарядом, совершенно противоположным тому, который он имел изначально. Такое превращение свидетельствует о большой сложности и глубине природы колец Алисы.
Хотя это явление инверсии еще не наблюдалось экспериментально, Мёттонен заявил, что топологическая структура колец Алисы требует такого поведения. Ученые надеются, что будущие исследования откроют еще более интересные аспекты этих колец.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Физики подтвердили загадочное (до сих пор чисто теоретическое) явление "колец Алисы" - отсылка к сказкам Льюиса Кэрролла.
- Галактика Водоворот, известная как M51, находится достаточно близко и хорошо видна на северном небе, чтобы ее могли наблюдать астрономы-любители, которые уже несколько десятилетий делятся ее превосходными фотографиями
- Согласно статье, опубликованной в одном из научных журналов, недавно кибератаке подверглась астрономическая обсерватория