"Пръстените на Алиса": Нови мистериозни явления в квантовата тъкан на реалността

Ф изици наблюдавали как се образуват странни явления от тъканта на реалността в супер студен газ, което им предоставило възможност да изучават поведението на доста интересен вид едностранен магнетизъм.

Известни като „пръстените на Алиса“ кръстени на „Алиса от страната на чудесата“, кръговите структури били наблюдавани от изследователи от САЩ и Финландия, които работят в сътрудничество и вече имат дълъг списък с открития по отношение на изкривяванията в квантовите полета, известни като топологични монополи.

Mysterious Loops in The Fabric of Reality: Physicists Get First Glimpse of 'Alice Rings' https://t.co/zUR8y48HJL

— ScienceAlert (@ScienceAlert) August 29, 2023

Да се изолира само един полюс върху магнит - монопол, наистина звучи като нещо, което Алиса би видяла докато преследва белия заек. Разрязването на магнит наполовина няма да отдели северния от южния му полюс, но теоретично могат да възникнат квантови монополи в квантова машина, която поражда различни сили и частици.

Една версия за монополите е, че може да съществуват под формата на елементарни частици, които се противопоставят на всички опити за идентифициране, така че засега това си остава чиста хипотеза.

И все пак монополите могат да възникнат и в други условия. Заплитането на различни квантови полета може да породи едностранен магнетизъм, докато взаимодействат помежду си и така се раждат краткотрайни аномалии, които се открояват за изключително кратък миг, преди да изчезнат отново в потока.

Като член на Monopole Collaboration от университета Aalto във Финландия, физикът Мико Мьотонен е запознат отблизо с разнообразието от заплитания, които могат да се появят в квантовата тъкан.

През 2015 г., само година след доказването на съществуването на топологичния монопол, Мьотьонен и колегите му успели да наблюдават такъв за първи път в изолация в ултра-студено състояние на рубидиеви атоми, наречено кондензат на Бозе-Айнщайн (BEC).

„Ние сме единствените, които успяха да създадат топологични монополи в квантовите полета“, обясни Мьотонен на ScienceAlert.

„След като ги създадохме, ни отне известно време да проучим и квантовите възли и скирмионите, преди да разгледаме отблизо какво се случва с топологичния монопол веднага след създаването му.“

По-малко от две години след първоначалното им наблюдение, направили изненадващо откритие - монополите могат да се разпадат в други видове.

В това последно изследване учените отново наблюдавали как топологичен монопол се трансформира в нещо друго, само че този път крайният резултат бил като „малка врата“ в страната на чудесата – структурите били наречени „струни на Алиса“.

„Струните на Алиса“ са тясно свързани с монополи, усукващи се в едностранни магнитни полюси, когато се затворят в бримки. И тези бримки от „струни на Алиса“ са известни като „пръстени на Алиса“.

И все пак, докато монополите могат да издържат няколко хилядни от секундата, пръстените на Алиса се задържат повече от 80 милисекунди - около 20 пъти по-дълго.

Time for break!

Read about Alice in Quantum Wonderland below and ponder whether gazing into her rings might enlighten us on the topics of the Whys and Wherefores of MAGAland:https://t.co/xPf8KbbMHS

— RockyMountainView (@RockyMtnView) August 30, 2023

„От разстояние „пръстенът на Алиса“ просто изглежда като монопол, но светът приема различна форма, когато се надникне през центъра на пръстена“, казва Дейвид Хол, физик от колежа Амхърст в САЩ.

Подобно на огледалото на Алиса, преминаването през странната магнитна верига в квантовото поле на BEC може да преобърне всичко с главата надолу. Други монополи се превръщат в своите огледални версии, обръщайки пръстена в неговата противоположност, докато се плъзгат през него.

Екипът все още не е наблюдавал тази инверсия експериментално, но откритието на формирането на пръстена при разпадането на топологичен монопол е вълнуващ напредък.

На практическо ниво можем само да спекулираме как това откритие може да се приложи. Но колкото повече научаваме за нестабилната природа на квантовите полета, толкова по-добре можем да разберем по-дълбоките истини за реалността.