Alicja w krainie fizyków. Tych struktur nie obserwowano nigdy wcześniej

Fizycy dokonali istotnych postępów w zakresie obserwacji prowadzonych w gazie schłodzonym do skrajnie niskich temperatur. Uwiecznione przez nich struktury nieprzypadkowo zostały nazwane pierścieniami Alicji.
Alicja w krainie fizyków. Tych struktur nie obserwowano nigdy wcześniej

Stanowi to nawiązanie do Alicji w Krainie Czarów i zostało szerzej opisane na łamach Nature Communications. Przeprowadzone do tej pory eksperymenty zaowocowały między innymi szeroko zakrojonymi możliwościami obejmującymi pewien rodzaj magnetyzmu.

Czytaj też: Tajemnicza plama na Neptunie. Po raz pierwszy udało się ją wykryć z Ziemi

Gdy przetniemy magnes na pół, to nie uzyskamy podziału a północ i południe, ale istnieje coś określanego mianem monopolu topologicznego. W takim przypadku mógłby istnieć tylko jeden biegun magnetyczny, choć oczywiście do tej pory miał on wyłącznie teoretyczny charakter.

Jeden z naukowców zajmujących się tym tematem, Mikko Möttönen z Uniwersytetu Aalto, w 2015 roku zaobserwował wspomniany monopol topologiczny po raz pierwszy pierwszy w izolacji w ultrazimnym kondensacie Bosego-Einsteina. Dwa kolejne lata minęły, a członkowie jego zespołu doszli do jeszcze jednego istotnego wniosku: zauważyli, że monopole mogą rozpadać się na inne typy.

Zaobserwowane struktury, nazywane pierścieniami Alicji, są związane z tzw. monopolami topologicznymi

Teraz badacze przyszli z jeszcze nowszymi rewelacjami. Jak się okazało, przeprowadzili powtórne obserwacje zmian zachodzących w obrębie monopolu, lecz tym razem efekt końcowy przypominał coś jeszcze innego. Zaobserwowane struktury zyskały miano pierścieni Alicji. Takowe powstają, gdy dochodzi do skręcania jednostronnych biegunów magnetycznych. O ile jednak typowe monopole zazwyczaj istnieją przez kilka tysięcznych sekundy, tak pierścienie Alicji mogą utrzymywać się wielokrotnie dłużej – nawet przez ponad 80 milisekund.

Skąd w ogóle nawiązania do Alicji w Krainie Czarów? Chodzi przede wszystkim o to, że przejście przez pętlę magnetyczną w polu kwantowym kondensatu Bosego-Einsteina może doprowadzić do odwrócenia sytuacji. W przypadku innych monopoli dochodzi natomiast do stworzenia ich lustrzanych odbić, zamieniając pierścień w jego przeciwieństwo. Jak na razie sporym powodem do świętowania było zaobserwowanie, jak powstaje pierścień podczas rozpadu monopolu topologicznego, ale naukowcy zamierzają kontynuować swoje działania. W przyszłości dokonane postępy mogłyby znaleźć odzwierciedlenie między innymi w badaniach nad największymi tajemnicami wszechświata.

Czytaj też: Ktoś nie chce, aby astronomowie zaglądali w kosmos. Spisek hakerów unieruchomił największe teleskopy

Co ciekawe, w teorii monopol przechodzący przez środek pierścienia Alicji mógłby zostać przekształcony w antymonopol o przeciwnym ładunku. W takiej sytuacji ładunek pierścienia Alicji również uległby zmianie. Jak na razie nie udało się tego uwiecznić w praktyce, lecz Möttönen i jego współpracownicy podkreślają, jakoby topologiczna struktura pierścieni Alicji wymuszała takie zachowanie. Dalsze ustalenia w tej sprawie powinny przełożyć się na napływ naprawdę fascynujących informacji. Pozostaje mieć jedynie nadzieję, że naukowcy nie zapuszczą się zbyt daleko w eksploracji tej króliczej nory świata fizyki.