Фізикам вперше вдалося створити штучні магнітні монополи
Через майже 85 років після того, як фізик-теоретик Поль Дірак (Paul Dirac) обґрунтував можливість існування магнітних монополів, сучасні вчені-фізики синтезували, ідентифікували і зареєстрували на фотознімках штучні магнітні монополи. Це інноваційне досягнення, опис якого було опубліковано в журналі Nature, прокладає шлях до виявлення магнітних монополів природного походження. І якщо це станеться в недалекому майбутньому, то по важливості дане відкриття можна буде зіставити тільки з відкриттям електрона.
"Створення штучних магнітних монополів надає нам безпрецедентне розуміння багатьох аспектів та характеристик природних магнітних монополів, якщо вони, звичайно, існують в дійсності", - розповідає Девід С. Хол (David S. Hall), професор фізики з коледжу Амхерст.
Ми сподіваємося, що всім нашим читачам відомо, що всі магніти мають по парі магнітних полюсів, північний полюс і південний полюс. Як випливає з його назви, магнітний монополь є гіпотетичною магнітної частинкою, що володіє тільки одним з магнітних полюсів, північним або південним. У 1931 році Дірак опублікував роботу, в якій були представлені теоретичні дослідження природи магнітних монополів в контексті законів квантової механіки, але, незважаючи на великі наукові пошуки, зроблені вченими з того моменту часу, нікому так і не вдалося провести безпосередніх спостережень магнітних монополів природного походження.
Група вчених, які отримали штучні магнітні монополи, застосувала інноваційний підхід до досліджень теорії Дірака і використовувала цей підхід для створення та ідентифікації штучних монополів у межах магнітного поля, індукованого конденсатом Бозе-Ейнштейна, газом з надзвичайно холодних атомів, температура яких лише на кілька мільярдних часток градусів була вищою від температури абсолютного нуля.
У своїх дослідження група спиралася на теоретичну роботу, видану Мікко Меттененом (Mikko Mottonen) і Вілл Питилэ (Ville Pietila), науковим співробітником і його студентом з університету Аальто (Фінляндія). Ці вчені припустили, що особлива послідовність змін зовнішніх магнітних полів може призвести до виникнення штучного магнітного монополя.
В результаті експериментів вчені були винагороджені низкою фотознімків, які служили підтвердженням присутності монополів на кінцях воронок крихітних квантових "вирів" з ультрахолодного атомарного газу. Отриманий результат є експериментальним доказом того, що передбачувані магнітні структури Дірака дійсно можуть існувати в природі.
Зроблене вченими відкриття може привести до розуміння принципів і розробці принципово нових матеріалів, таких, як високотемпературні надпровідники, які зможуть передавати електрику без втрат при нормальній температурі навколишнього середовища. Крім цього, відкриття штучних монополів і подальші дослідження їх природи можуть послужити поштовхом досліджень, спрямованих на виявлення природних магнітних монополів, які проводяться на Великому Адронному Колайдері в CERN.