Созданный в лаборатории магнит поможет раскрыть секреты Вселенной

Если поломать стрелку компаса на две части, получится два небольших магнита, которые будут обладать двумя полярностями. Однако то, почему это происходит, до сих пор остается загадкой.

Как полагают ученые, объяснить это явление способен магнитный монополь - магнит только с одним полюсом, существование которого просто необходимо, чтобы объяснить фундаментальную физику. В то время как вещественных доказательств до недавнего времени ученым получить практически не удавалось, они впервые создали синтетический монополь, который позволяет изучить таинственные свойства магнитной частицы. Монополь является такой же частицей, как и электрон, но с магнитным, а не электрическим зарядом.

Около 80 лет назад Поль Дирак, один из основателей квантовой физики, пытался представить себе, как этот монополь может уложиться в стандартную модель физического мира, которая описывает поведение мельчайших частиц и взаимодействие составных частей материи. Дирак разработал концепцию магнитного монополя, тем самым предсказав существование этой магнитной частицы. Однако до сих пор ученым приходилось принимать теорию Дирака на веру, не имея ей подтверждения.

Исследователям из колледжа Амхерст в Массачусетсе и Университета Аалто в Финляндии удалось смоделировать поведение вещества при экстремально низких температурах, что имитирует естественную магнитную систему. Чтобы сделать это, ученые охладили атомы рубидия на миллиардную долю градуса выше абсолютного нуля. Они использовали один атом рубидия, чтобы имитировать электрон, а затем создали магнитное поле монополя, изменив расстановку миллиона других атомов рубидия. Каждый из этих атомов действует как крошечная стрелка компаса. После этого ученые засняли взаимодействие элементарной частицы с магнитным полем. После того, как синтетический монополь столкнулся с электроном, он создал вихрь, как предсказал Дирак.

В то время как новый эксперимент, описанный в журнале "Природа", не доказывает, что монополи существуют вне лаборатории, он все равно может помочь физикам понять, где искать их в природе. Например, если такие магнитные монополи все же существуют, они, вероятно, сформировались сразу после Большого взрыва, когда все пространство было гораздо жарче и плотнее, чем сегодня.

Открытие магнитных монополей в природе станет ключевым фактом, доказывающим теорию Великого объединения.