Ñëó÷àéíàÿ íîâîñòü èç Àðõèâà Ìàãíèòíûå ìîíîïîëè â ñðåäå õîëîäíîãî êâàíòîâîãî ãàçà
09.08.2018
Èçâåñòíî, ÷òî ìàãíèòû, èìåþùèå ôîðìó øàðà, ïðÿìîóãîëüíèêà èëè ïîäêîâû, âñåãäà èìåþò ïî äâà ìàãíèòíûõ ïîëþñà. È åñëè ðàçäåëèòü ìàãíèò íà äâå ÷àñòè, âû ïîëó÷èòå äâà íîâûõ ìàãíèòà ñ äâóìÿ ïîëþñàìè. Îäíàêî, ñîãëàñíî íåêîòîðûì ôèçè÷åñêèì òåîðèÿì, íà ñâåòå ìîãóò ñóùåñòâîâàòü îäíîïîëþñíûå ìàãíèòíûå îáðàçîâàíèÿ, ïîäîáíûå ýëåêòðè÷åñêèì çàðÿäàì, êîòîðûå áûâàþò èëè ïîëîæèòåëüíûìè, èëè îòðèöàòåëüíûìè. Îäíî èç òàêèõ ìàãíèòíûõ îáðàçîâàíèé, ìîíîïîëü ßíãà, ìîæåò ñóùåñòâîâàòü ñ òî÷êè çðåíèÿ ôèçèêè âûñîêèõ ýíåðãèé, íî íèêîìó èç ó÷åíûõ åùå íå äîâîäèëîñü âæèâóþ "óâèäåòü" ýòîò ìîíîïîëü äàæå â ëàáîðàòîðíûõ óñëîâèÿõ.
Ãðóïïå ôèçèêîâ èç Îáúåäèíåííîãî êâàíòîâîãî èíñòèòóòà (Joint Quantum Institute, JQI) óäàëîñü âïåðâûå ñîçäàòü àíàëîã ìîíîïîëÿ ßíãà íà îñíîâå êâàíòîâîãî ãàçà èç ñâåðõîõëàæäåííûõ àòîìîâ ðóáèäèÿ. È ýòî äîñòèæåíèå ìîæíî áóäåò èñïîëüçîâàòü â áóäóùåì äëÿ áîëåå ãëóáîêîãî ïðîíèêíîâåíèÿ â ñóòü óæå èçâåñòíûõ îáëàñòåé ôèçèêè è íîâûõ îáëàñòåé, êîòîðûå åùå íå îõâà÷åíû ÷åëîâå÷åñêîé íàóêîé.
Äëÿ òîãî, ÷òîáû îáíàðóæèòü ìîíîïîëè ßíãà, ñóùåñòâóþùèå â êâàíòîâîì ãàçå, ó÷åíûå, ïðè ïîìîùè ðàäèîâîëí è ìèêðîâîëíîâûõ ëó÷åé âûðîâíÿëè îñîáûì îáðàçîì âñå ñïèíû àòîìîâ êâàíòîâîãî ãàçà. Ïåðèîäè÷åñêè ïîâòîðÿÿ êîìáèíàöèè èç ÷åòûðåõ ðàçëè÷íûõ îðèåíòàöèé âðàùåíèÿ àòîìîâ, èññëåäîâàòåëè çàñòàâèëè äâèãàòüñÿ ýòè àòîìû â ïðîñòðàíñòâå-âðåìåíè, ïðè ýòîì, êàæäûé àòîì ÷åðåç âðåìÿ âîçâðàùàëñÿ â èñõîäíóþ òî÷êó.
Êîãäà êàæäûé àòîì çàêàí÷èâàë ïîëíûé êðóã, ó÷åíûå èçìåðÿëè åãî ñïèí è ñðàâíèâàëè ñ åãî èçíà÷àëüíûì ñïèíîì. Áûëî îáíàðóæåíî, ÷òî ñïèí àòîìà íå ñîîòâåòñòâîâàë èçíà÷àëüíîìó, à íåáîëüøèå ðàçëè÷èÿ, ñîãëàñíî ïðåäïîëîæåíèÿì, ìîãëè âîçíèêíóòü èç-çà òîãî, ÷òî àòîìû äâèãàëèñü â èñêðèâëåííîì ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííîì êîíòèíóóìå. Ðàññ÷èòàâ ïàðàìåòðû èñêðèâëåíèÿ êîíòèíóóìà, ó÷åíûå îïðåäåëèëè, ÷òî îíè â òî÷íîñòè ñîîòâåòñòâóþò èñêðèâëåíèÿì, ñîçäàâàåìûì, ñ òî÷êè çðåíèÿ òåîðèè, ìîíîïîëåì ßíãà.
Äëÿ òîãî, ÷òîáû ïðîâåðèòü òî, ÷òî èñêðèâëåíèÿ êîíòèíóóìà âûçâàíû äåéñòâèòåëüíî ïðèñóòñòâèåì ìîíîïîëÿ ßíãà, èññëåäîâàòåëè çàñòàâëÿëè àòîìû äâèãàòüñÿ ðàçëè÷íûìè ïóòÿìè, äàæå òåìè, êîòîðûå äîëæíû îãèáàòü îáëàñòü ñîçäàâàåìûõ èñêðèâëåíèé è èñêàæåíèé. Äâèãàâøèåñÿ ïî ýòîìó ïóòè àòîìû, âåðíóâøèñü â èñõîäíóþ òî÷êó, èìåëè òàêîé æå ñïèí, êàê è â ñàìîì íà÷àëå, ÷òî óêàçûâàëî íà òî, ÷òî èì óäàëîñü èçáåæàòü âîçäåéñòâèÿ ìîíîïîëÿ.
Èñïîëüçóÿ îïèñàííûé âûøå ïîäõîä è íàïðàâëÿÿ àòîìû ðàçíûìè ïóòÿìè, èññëåäîâàòåëè îïðåäåëèëè, ÷òî ìîíîïîëü ßíãà ÿâëÿåòñÿ òîïîëîãè÷åñêèì ÿâëåíèåì, ò.å. îí èìååò îïðåäåëåííûå ðàçìåðû è ôîðìó. À â ñâîèõ äàëüíåéøèõ èññëåäîâàíèÿõ ó÷åíûå áóäóò âûÿñíÿòü, êàêèì îáðàçîì ìîæíî áóäåò çàñòàâèòü ìîíîïîëè ßíãà ðàáîòàòü íà áëàãî ÷åëîâå÷åñòâà â ñàìûõ ðàçëè÷íûõ êâàíòîâûõ òåõíîëîãèÿõ.
|