Область квантовой физики богата различными путями, открывающими новые направления исследований, но одним из наиболее удивительных аспектов этой области является "кольцо Алисы". Это название дано в честь известных приключений Алисы в стране чудес Льюиса Кэрролла и отражает уникальный взгляд на мир, где частицы ведут себя совершенно необычным образом — через так кривое "зеркало".
Кольцо Алисы представляет собой особый объект, который подтверждает многолетнюю теорию о том, как монополи распадаются. Монополи — это аналоги магнитных диполей, но в отличие от них, у них нет северного и южного полюса, они несут только положительный или отрицательный магнитный заряд.
Результаты недавних исследований, опубликованных в журнале Nature Communications, представляют собой последний этап в серии работ, проведенных профессором Университета Аалто Микко Мёттоненом и профессором Амхерстского колледжа Дэвидом Холлом.
Исследователи долгое время занимались изучением монополей, их сначала теоретически доказали в 2014 году, затем обнаружили квантовые монополи в 2015 году и, наконец, наблюдали их распад в 2017 году.
Сама идея монополей остается фундаментальной в квантовой физике. Они представляют собой уникальные частицы с одним магнитным зарядом, и их исследование является ключевым аспектом этой области. Однако создание реальных монополей оказалось непростой задачей. Исследователи смогли достичь этого, манипулируя атомами рубидия при экстремальных условиях, близких к абсолютному нулю.
Квантовые монополи крайне нестабильны и распадаются вскоре после создания. Именно в результате этого распада формируется "кольцо Алисы". Исследователи смогли моделировать стабильные кольца Алисы в течение 84 миллисекунд, что гораздо дольше, чем жизнь обычного монополя. Это открывает новые возможности для изучения свойств этих колец и проведения будущих экспериментов.
С точки зрения наблюдателя, кольцо Алисы выглядит как монополь, но при взгляде сквозь его центр мир кажется зеркальным, словно кольцо открывает доступ в мир антиматерии. Это предполагает интересные изменения в заряде кольца и монополя при прохождении через его центр, хотя такие явления еще не были наблюдены экспериментально.
Исследование проводилось совместно Амхерстским колледжем и Университетом Аалто, и оно продолжает расширять наши знания о квантовой физике и природе монополей.