Команда Холла решила прибегнуть к другому
подходу и создать частицы в лаборатории. Для этого физики создали
искусственное магнитное поле, генерируемое конденсатом Бозе-Эйнштейна
— холодным газом из атомов рубидия, температура которого близка к
абсолютному нулю. В этом случае атомы перестают вести себя как отдельные
частицы и проявляют коллективное квантовое поведение.
В своём эксперименте Холл опирался на теоретическую работу профессора Микко Мёттёнена (Mikko Möttönen), описавшего конкретную последовательность изменений внешних магнитных полей, которая должна привести к появлению монополей.
В результате эксперимента учёные получили
доказательства существования синтетических монополей в виде снимков
облака атомов: монополи проявились на концах микроскопических квантовых вихрей в ультрахолодном газе. Холл признался в пресс-релизе, что получение этих снимков стало самым захватывающим моментом в его карьере.
По сути, учёные создали единичный
северный полюс, однако он по своей природе не магнитный и компас в его
сторону указывать не будет. "Уравнения, которые применимы к нашему
синтетическому монополю и к природным магнитным монополям, совершенно
одинаковые", — поясняет Холл. В данном случае одна квантовая система
моделирует физикам другую, изучить которую гораздо сложнее.
"Наш метод генерации синтетического
магнитного поля развивается очень быстро и в конечном итоге может
привести к открытию высокотемпературных сверхпроводников или ранее
невиданных физических явлений", — говорит учёный. Статья с результатами
исследования вышла в журнале Nature.
Отметим, что прежние теоретические модели
подразумевали широкую распространённость этих частиц в природе. Однако
открытие расширения Вселенной показало, что магнитные монополи должны
быть довольно редким явлением.
Физики и ранее пытались создать аналоги магнитных монополей в спиновом льде
и в сверхтекучем гелии. Однако столь прямых доказательств их
существования они не получили, либо их структура была не так близка к
магнитным монополям, предсказанным Дираком.
Холл добавляет, что сегодня "охота" на
дираковские монополи не заканчивается. Он также выражает надежду, что
его открытие вдохновит сотрудников ЦЕРНа на проведение эксперимента в
Большом адронном коллайдере. И тогда, кто знает, возможно, удастся
обнаружить и естественные монополи или, по крайней мере, понять, где во
Вселенной их следует искать.
Также по теме:
Физики впервые поймали неизвестную субатомную частицу из четырёх кварков
Ученые обнаружили ранее неизвестную науке частицу
Физики разгадали многолетнюю загадку о поведении электронов
Физики научились завязывать воду в узлы
Бозон Хиггса восстанавливали, как древнюю вазу по осколкам
Узелок на память: физики научились записывать информацию в магнитные узлы
| 
