Таинственные петли в ткани реальности: физики впервые увидели «кольца Алисы»

В результате революционного открытия физики наблюдали образование странных петель в сверххолодном газе, проливающих свет на своеобразное поведение уникального типа одностороннего магнетизма. Эти кольцевые структуры, названные "кольцами Алисы" в честь знаменитого персонажа романа Льюиса Кэрролла "Алиса в стране чудес", открыли новый путь для изучения искажений в квантовых полях, известных как топологические монополи. Это замечательное открытие стало результатом совместной работы исследователей из США и Финляндии, которые уже совершили значительный прорыв в понимании природы этих квантовых явлений.

Монополи: Неуловимые полюса магнетизма

Монополи - это изолированный эквивалент полюса магнита, но, в отличие от традиционных аналогов, они теоретически могут возникать в квантовых механизмах, порождающих различные силы и частицы. Хотя при разрезании магнита пополам его северный и южный полюса не разделяются, монополи могут возникать в определенных квантовых полях, порождая односторонний магнетизм. Некоторые варианты монополей существуют в виде элементарных частиц, другие могут проявляться в других условиях, например, в клубящейся пене квантовых полей. Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications

Путешествие в квантовые водовороты и путаницы

Физик Микко Мёттёнен, член коллаборации "Монополь" из Университета Аалто (Финляндия), обладает обширными знаниями о водоворотах, струнах и клубках, которые могут возникать в ткани квантовых полей. В 2015 году Мёттёнен и его коллеги впервые наблюдали топологический монополь в изоляции в конденсате Бозе-Эйнштейна (BEC) - сверххолодном состоянии атомов рубидия. Это новаторское достижение стало важной вехой в их исследованиях.

Распад монополей и рождение Алисиных струн

Менее чем через два года после первых наблюдений специалисты сделали неожиданное открытие - монополи могут распадаться на структуры другого типа. В ходе последнего исследования ученые наблюдали, как топологический монополь превращается в нечто совершенно иное - струны Алисы. Эти струны скручиваются в односторонние магнитные полюса, образуя петли, известные как кольца Алисы.

Кольца Алисы: Ворота в страну чудес

В то время как типичные монополи длятся лишь доли секунды, кольца Алисы имеют удивительную продолжительность жизни - более 80 миллисекунд, то есть в двадцать раз дольше. Дэвид Холл, физик из Амхерстского колледжа (США), объясняет, что с расстояния кольца Алисы выглядят как монополи. Однако при взгляде через центр кольца открывается совсем другой мир. Прохождение через эту странную магнитную петлю в квантовом поле BEC может изменить полярность других монополей, превратив их в свои зеркальные версии и перевернув само кольцо.

Разгадка тайн одностороннего магнетизма

Открытие колец Алисы дает физикам уникальную возможность изучить тонкости одностороннего магнетизма в квантовых полях. Углубляясь в изучение этого явления, ученые надеются получить новые сведения о фундаментальной природе Вселенной. С каждым новым открытием мы становимся на шаг ближе к пониманию структуры реальности и странных явлений, которые в ней существуют.