Литературные творения Льюиса Кэрролла и сложные манипуляции квантовой физики редко пересекаются, но когда они соединяются, результат захватывает воображение не менее, чем можно было ожидать.
В предыдущем месяце научные исследователи из Финляндии и Массачусетса создали удивительный квантовый объект, известный как "кольцо Алисы". Этот необычный квантовый монополь, названный в честь главной героини Кэрролла в "Алисе в Стране Чудес", порождает "вихревое кольцо", которое изменяет магнитный заряд других монополей, проходящих через него, и создает "антимонополи". Результаты этого исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.
Монополи в мире физики представлены двумя основными типами: магнитными монополями и топологическими монополями. Магнитные монополи, предсказанные более века назад Полем Дираком, остаются гипотетическими элементарными частицами, несмотря на долгие поиски. Топологические монополи, вдохновленные квантовой физикой, создают однонаправленное магнитное поле, аналогичное магнитному монополю.
Ученые смогли создать топологический монополь, изолируя 250 000 атомов рубидия в вакуумной камере и снижая температуру почти до абсолютного нуля, чтобы сформировать конденсат Бозе-Эйнштейна. В этом квантовом состоянии атомы ведут себя как один квантовый объект. Через компьютерное моделирование и математические расчеты ученые применили необходимую магнитную силу, чтобы создать топологический дефект, исследуемый как монополь.
Топологические монополи, называемые "кольцами Алисы", имеют ограниченное время существования и длительность их существования составляет всего несколько миллисекунд. В сравнении с обычными монополями, кольца Алисы демонстрируют впечатляющую стабильность, продолжая функционировать около 80 миллисекунд — в 20 раз дольше времени жизни обычных монополей.
