Fisikawan pertama kali melihat ‘Cincin Alice’: ScienceAlert

Yang terakhir, lingkaran-lingkaran aneh telah terlihat dalam jalinan realitas yang terbentuk dalam gas yang sangat dingin, memberikan kesempatan bagi para fisikawan untuk mempelajari perilaku magnet satu sisi yang aneh.

Dikenal sebagai “Alice’s loops” setelah “Alice in Wonderland”, struktur melingkar ini merupakan kolaborasi antara peneliti di AS dan Finlandia, yang telah memiliki daftar panjang penemuan terkait distorsi dalam bidang kuantum yang dikenal sebagai monopole topologi.

Monopole yang setara dengan kutub magnet, benar-benar terlihat seperti sesuatu yang mungkin dilihat Alice saat mengejar Kelinci Putih. Memotong magnet menjadi dua bagian tidak akan berhasil memisahkan utara dari selatan, namun secara teoritis mungkin saja monopole muncul dalam mesin kuantum yang menimbulkan gaya dan partikel berbeda.

1 salinan Monopole berbentuk partikel elementer, sebuah partikel yang menantang semua upaya untuk mendefinisikannya dan sejauh ini masih bersifat hipotetis.

Namun monopoli bisa muncul di tempat lain. Buihnya berbagai medan kuantum dapat memunculkan gaya magnet satu sisinya sendiri, saat medan tersebut berputar, menarik, dan menarik sekelilingnya untuk menghasilkan anomali berumur pendek yang muncul sesaat sebelum menghilang lagi dalam pergolakan.

Sebagai anggota Kolaborasi Monopole di Universitas Aalto di Finlandia, fisikawan Mikko Mutonen sangat akrab dengan seluruh rangkaian pusaran, string, dan keterikatan yang dapat muncul dalam tenunan kuantum.

Dan pada tahun 2015, setahun kemudian Buktikan adanya monopoli topologiMoutonen dan rekannya Dia berhasil dengan penuh kemenangan Dalam sebuah pengamatan, atom rubidium diisolasi untuk pertama kalinya dalam keadaan sangat dingin yang disebut kondensat Bose-Einstein (BEC).

“Kami adalah satu-satunya yang mampu membuat monad topologi dalam domain kuantum,” jelas Motonen kepada ScienceAlert.

“Setelah mereka dibuat, kami juga meluangkan waktu untuk mempelajari node kuantum skyrmion Sebelum kita melihat lebih dekat apa yang terjadi pada monopoli kutub topologi segera setelah ia tercipta.”

Kurang dari dua tahun setelah pengamatan awal mereka, kolaborasi tersebut menghasilkan penemuan mengejutkan – monopole dapat terurai ke tipe lain.

Dalam penyelidikan terbaru ini, para peneliti sekali lagi menyaksikan monopole topologi larut menjadi sesuatu yang lain, namun kali ini hasil akhirnya seperti pintu masuk mini ke struktur bernama Wonderland. rantai Alice.

Senar Alice sangat erat kaitannya dengan monopole, karena string tersebut melengkung menjadi kutub magnet satu sisi saat mendekati loop. Rantai Alice ini dikenal sebagai cincin Alice.

Namun, meskipun monopole pada umumnya dapat bertahan beberapa milidetik, putaran Alice bertahan lebih dari 80 milidetik – sekitar 20 kali lebih lama.

“Dari kejauhan, cincin Alice tampak seperti monopole, namun dunia berubah bentuk jika dilihat melalui bagian tengah cincin,” kata David Hall, fisikawan dari Amherst College di AS.

Seperti kaca Alice, melewati cincin magnet aneh di medan kuantum BEC dapat membalikkan segalanya. Monopoli-monopoli lain yang gagal menjadi terpantul dalam bayangan cermin mereka, membalikkan keadaan saat ia meluncur.

Meskipun tim belum mengamati inversi ini secara eksperimental, melihat pembentukan cincin selama runtuhnya monopoli topologi merupakan kemajuan yang menarik.

Pada tingkat praktis, kita hanya bisa berspekulasi mengenai bagaimana temuan ini akan diterapkan. Namun semakin banyak kita belajar tentang sifat tidak stabil medan kuantum, semakin baik kita dapat memetakan perairannya dan memahami realitas yang lebih dalam.

“Pertama-tama, penciptaan cincin Alice merupakan hal yang sangat penting,” kata Motonen kepada ScienceAlert.

“Ini memberikan pencerahan dan inspirasi dalam pencarian komponen terdalam alam semesta, materi dan informasi.”

Penelitian ini dipublikasikan di Komunikasi Alam.