Fyzikové poprvé zahlédli prsteny Alice: ScienceAlert

A konečně, ve struktuře reality vznikající v extrémně chladném plynu byly pozorovány podivné smyčky, které fyzikům poskytují příležitost studovat chování podivného druhu jednostranného magnetismu.

Kruhové struktury, známé jako „Alice’s loops“ po „Alence v říši divů“, jsou výsledkem spolupráce mezi výzkumníky v USA a Finsku, které již má dlouhý seznam objevů týkajících se zkreslení v kvantových polích známých jako topologické monopoly.

Izolovaný ekvivalent tyče na magnetu, monopóly skutečně vypadají jako něco, co by Alice mohla vidět při pronásledování Bílého králíka. Rozříznutím magnetu na dvě poloviny se nepodaří oddělit jeho sever od jihu, ale teoreticky je možné, že v kvantovém stroji vzniknou monopoly, které dávají vzniknout různým silám a částicím.

1 kopie Monopol má podobu elementární částice, částice, která se vzepřela všem pokusům o jeho definici a dosud zůstala čistě hypotetická.

Monopoly se však mohou objevit i jinde. Zpěnění různých kvantových polí může dát vzniknout jejich vlastnímu stylu jednostranného magnetismu, když se otáčejí, táhnou a tahají za své okolí, aby generovaly krátkodobé anomálie, které se na zlomek okamžiku objeví, než znovu zmizí v bolestech.

Jako člen Monopole Collaboration na Aalto University ve Finsku je fyzik Mikko Mutonen důvěrně obeznámen s celou řadou vírů, strun a propletenců, které se mohou objevit v kvantové vazbě.

A v roce 2015, jen o rok později Dokažte existenci topologického monopoluMoutonen a kolegové Povedlo se mu to triumfálně V jednom pozorování v izolaci poprvé v extrémně chladném stavu atomů rubidia nazývaných Bose-Einsteinovy ​​kondenzáty (BEC).

„Jsme jediní, kdo byli schopni vytvořit topologické monády v kvantových doménách,“ vysvětlil Motonen pro ScienceAlert.

„Po jejich vytvoření jsme si vzali nějaký čas na studium kvantových uzlů skyrmions Než se blíže podíváme na to, co se stane s monopolem topologického pólu bezprostředně po jeho vytvoření.“

Necelé dva roky po jejich počátečních pozorováních přinesla spolupráce překvapivý objev – monopoly může se rozložit na jiné typy.

V tomto nejnovějším výzkumu vědci znovu sledovali, jak se topologické monopoly rozpouštějí v něco jiného, ​​ale tentokrát byl konečný výsledek jako minivstup do říše divů – pojmenované struktury. Alice řetězy.

Aliciny struny jsou úzce spojeny s monopóly, protože se při přibližování ke smyčkám stočí do jednostranných magnetických pólů. Tyto řetízky Alice jsou známé jako prsteny Alice.

Zatímco typické monopóly mohou trvat několik milisekund, Aliceiny smyčky trvají více než 80 milisekund – asi 20krát déle.

„Z dálky vypadá Alicin prsten jako monopól, ale při pohledu přes střed prstenu nabývá svět jiný tvar,“ říká David Hall, fyzik z Amherst College v USA.

Stejně jako Alicino sklo, průchod podivným magnetickým prstencem v kvantovém poli BEC může vše obrátit vzhůru nohama. Jiné monopoly, které náhodou propadnou, se zrcadlí ve svém zrcadlovém obrazu a při prosouvání prstence převrátí na svůj opak.

Zatímco tým musí tuto inverzi experimentálně pozorovat, vidět formování prstenců během rozpadu topologického monopolu je vzrušující pokrok.

V praktické rovině můžeme jen spekulovat, jak se tato zjištění uplatní. Čím více se ale dozvídáme o nestabilní povaze kvantových polí, tím lépe můžeme mapovat jejich vody a chápat hlubší realitu reality.

„V první řadě má zásadní význam vytvoření prstenů Alice,“ řekl Motonen ScienceAlert.

„Vnáší světlo a inspiraci do hledání nejhlubších složek vesmíru, hmoty a informací.“

Tento výzkum byl publikován v Příroda komunikace.