Создание «магнитных монополей» в синтетическом магнитном поле
Теоретически такие частицы возможны, но экспериментально их не получают. На сегодняшний день существует довольно много работ посвященных как магнитным монополям, так и структурам Дирака, но до сих пор не понятно, явялются ли они реальными монополями или же объектами в чем-то на них похожими (Nature Physics 10, з. 135–139 (2014) или Nature Physics, 10, p. 26-29 (2014)).
Недавно вышедшая статья представляет еще один образ магнитного монополя, скорее его можно назвать синтетическим монополем, поскольку речь идет не о магнитном поле, а синтетическом поле. Это поле описывается такими же формулами как и магнитное, поэтому его назвали синтетическими магнитным полем. Проявляются данные свойства в атомном бозеконденсате, где характеристикой «поля» является скорость сверхтекучести (рис. 1).
Рис. 1. Скорость сверхтекучего движения показана цветом,
черные стрелки - синтетическое магнитное поле
В эксперименте использовался конденсат Бозе-Эйнштена 87Rb, в котором вызывалось спиновое упорядочивание посредством магнитного поля вдоль оси z, затем воздействием поперечного переменного магнитного поля ему придается вращение.
На рис. 2 показана плотность распределения частиц конденсата с различными ориентациями спинов. Как видно из этого рисунка, и как утверждают авторы, результаты вычислений и эксперимента имеют расхождение ~ 1%.
Данная модель позволяет изучить и предсказать влияние настоящего монополя, на какие либо объекты или поля, а так же дает возможность найти новые неизученные явления.
Рис. 2. Плотность частиц Бозе конденсата с различными спинами:
а) экспериментально полученная, b) смоделированная
Источник информации:
- M. W. Ray, E. Ruokokoski, S. Kandel, M. Mottonen, D. S. Hall. Observation of Dirac monopoles in a synthetic magnetic field // Nature. V. 505. P. 657–660 (30 January 2014).