Ładunki elektryczne mogą istnieć osobno (protony i neutrony są oddzielnymi cząstkami) natomiast magnesy mają to do siebie, że mają dwa bieguny – dodatni i ujemny. Sam Paul Dirac – jeden z twórców mechaniki kwantowej – trapiony tym brakiem symetrii już w 1931 roku zaproponował istnienie magnetycznego monopolu – cząstki będącej magnesem z pojedynczym biegunem, który właśnie udało się zasymulować w laboratorium.

Z pomocą magnetycznego monopolu Dirac wyjaśnić chciał problem skwantowania ładunku elektrycznego, a przez lata inni naukowcy próbowali rozwinąć jego pomysł, który obecny jest we wszystkich tzw. teoriach wielkiej unifikacji czy teorii superstrun, jednak do tej pory nie udało się hipotetycznej cząstki znaleźć w naturze ani stworzyć i zbadać.

Teraz grupie badaczy udało się zasymulować magnetyczny monopol w schłodzonych do miliardowych części powyżej zera bezwzględnego atomach rubidu, które stały się w ten sposób kondensatem Bosego-Einsteina – a więc zbiorem cząstek, które utraciły swoją indywidualność i zaczęły się zachowywać jakby były jedną cząstką.

W kondensacie tym, który symulował magnes stały, równania dotyczące prędkości i wirowości płynów odpowiadały idealnie tym dotyczącym potencjału i pola magnetycznego magnesu, a poprzez stworzenie w nim wiru udało się wytworzyć na jego końcu zasymulowany, sztuczny monopol magnetyczny – pojedynczy biegun północny.

Symulacje takie działają na tej podstawie, że naukowcy tworzą prostszy (kto by pomyślał, że kondensat Bosego-Einsteina kiedyś będziemy określać tym mianem) układ, który obowiązują takie same prawa i opisują takie same matematyczne równania jak układ bardziej skomplikowany, którego nie potrafimy stworzyć, lub który jest niemożliwy do bezpośredniego zbadania – nazywa się to symulacją kwantową.

I sztuczny monopol magnetyczny zgodny jest z wszelkimi przewidywaniami teoretycznymi – można w nim dostrzec nawet strunę Diraca (nie jest to fizyczny obiekt lecz efekt, który wpływa na wszystkie kwantowe cząstki poruszające się w jego okolicy powodując interferencje).

Nie jest to pierwszy przypadek stworzenia monopolu w laboratorium – wcześniej udało się go stworzyć w tzw. lodzie spinowym jednak nie dało się tajemniczego pojedynczego bieguna tam dokładnie zbadać i tym samym potwierdzić odkrycia.

Co zatem dał nam nowy eksperyment? Dostaliśmy twardy dowód na to, że magnetyczne monopole mogą istnieć, a zatem – jako, że natura nie znosi próżni – gdzieś we wszechświecie prawdopodobnie uda się je znaleźć i potwierdzić teorie, według których w Wielkim Wybuchu to właśnie magnetyczne monopole doprowadziły do zrodzenia wszystkie cząstki elementarne.

Źródło: Nature, geekweek

Polecane:

Australia - Ulewa, silny wiatr i 4 tys. piorunów podczas burzy nad Brisbane, woda zmywała samochody ...
USA - W Nevadzie pobite zostały rekordy zimna z 1917 roku, minus 30 st.C, gdy na Florydzie jest +28....
Planetoida o średnicy 60 km z niewiadomych przyczyn krąży po orbicie Urana
Armia Państwa Islamskiego liczy już co najmniej 200 tysięcy osób
Ajutthaja, Tajlandia - Przewróciła się łódź wycieczkowa, zginęło co najmniej 13 osób, w tym małe dzi...
Zaledwie 300 lat świetlnych od Ziemi znajduje się gwiazda HIP68468, której skład sugeruje, że musiał...
Puerto Carreño, Kolumbia - Samolot transportowy Boeing 727 rozbił się po nieudanym starcie, 4 osoby ...
Włochy - Z zasypanego lawiną śniegu hotelu Rigopiano wydobyto 8 żywych osób
Haskowo, Bułgaria - Wykryto dużą ilość uranu w wodzie z czterech ujęć miejskich wodociągów