Версия для слабовидящих
Впервые удалось симулировать магнитный монополь Печать Email
Новости науки
03.02.2014
Физики из Амхерстского колледжа (США) и Университета Аалто (Финляндия) смогли создать и заснять в лаборатории синтетические магнитные монополи — частицы, существование которых было предсказано Полем Дираком в 1931 году, но которые до сих пор упорно избегают регистрации в природе.

Магнитный монополь в представлении художника (иллюстрация Heikka Valja).


У любого магнита есть два полюса — северный (отрицательный) и южный (положительный), то есть он располагает магнитным диполем. Но сколько ни разрезай его надвое, отдельно южный и отдельно северный полюса вы не получите: просто у вас будут два меньших диполя. В то же время и положительный, и отрицательный электрические заряды вполне могут существовать отдельно. Но как получить монополь — изолированный однополярный магнит?

Вопрос далеко не праздный, ибо, скажем, закон Гаусса для магнитного поля вообще не будет работать, если магнитные монополи существуют, да и столь важное для современной физики предположение о том, что электрические заряды всех частиц представляют собой дискретные величины, получит прямое подтверждение. В общем, по значимости открытие монополя станет чем-то вроде открытия электрона.

Учёные попробовали воспроизвести систему с признаками монополя в облачке из примерно миллиона ультрахолодных рубидиевых атомов, «замороженных» до стомиллиардной кельвина. В таком состоянии они теряют поведение, свойственное индивидуальным частицам, и становятся частью коллективного квантового состояние материи — конденсата Бозе — Эйнштейна.

Опыт был аналогичен умственному эксперименту Дирака от 1931 года: конденсат Бозе — Эйнштейна соответствовал единичному электрону, и плотность атомов в каждой точке соответствовала вероятности существования электрона в данном регионе пространства. Атомы конденсата имеют магнитный спин, который условно можно назвать квантовым эквивалентом крохотной иглы компаса. Такой спин реагирует на приложение внешнего магнитного поля. Но в эксперименте спины выступали не как часть магнитного поля вокруг монополя; поле же было представлено свойством, характеризующим пространственное упорядочивание этих спинов, — их вихреобразованием.

Секция облачка (верхний ряд) с тёмным пятном, «растекающимся» от центра, — признак наблюдения синтетического дираковского монополя. Внизу для сравнения показана компьютерная симуляция процесса. (Иллюстрация D. S. Hall et al.)


Это достижение открывает изумительные перспективы для квантовых исследований, полагают учёные, и не только в смысле подтверждения умственного эксперимента Дирака.

«С созданием синтетического магнитного монополя мы получим непревзойдённую глубину проникновения в свойства природного монополя, если только он и впрямь существует», — говорит Дэвид Холл (David Hall), возглавлявший экспериментаторов.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nature.

Подготовлено по материалам Nature News.

Источник - http://compulenta.computerra.ru/veshestvo/fizika/10011179/

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта