Ученые обнаружили новый вид проявления магнитных монополе

Еще с 19-го столетия ученые начали замечать потрясающее подобие физических законов, описывающих электрические явления, законам, описывающим магнитные явления. Однако, существует одна единственная вещь, отсутствие которой служит препятствием полной симметричности законов — магнитные монополи. Эти магнитные монополи в виде элементарных частиц продолжают на сегодняшний день оставаться неуловимыми для ученых, однако учеными уже был создан ряд искусственных объектов, которые демонстрируют некоторые из свойств магнитных монополей. А группе исследователей из австрийского Института науки и техники (Institute of Science and Technology Austria, IST Austria) удалось продемонстрировать, что капельки сверхтекучей жидкости, жидкого гелия, действуют как магнитные монополи по отношению к молекулам, погруженным в них. Капли сверхтекучей жидкости изучались учеными в течение очень долгого времени, но до последнего времени никому не удавалось заметить их «магнитную особенность».

Капля сверхтекучего гелия действует как магнитный монополь
© IST Austria/Birgit Rieger

Работая с электрическими зарядами, можно достаточно легко разделить их положительные и отрицательные полюса. Отрицательно заряженный электрон как раз и является отрицательным полюсом, а положительно заряженный протон — положительным. Каждый из таких полюсов является отдельной физической частицей, которые можно отделить друг от друга. С магнитами все выглядит намного сложнее, если взять один магнит и разделить его на две части, то мы получи два магнита, имеющие по два полюса. Другими словами, принципиально невозможно физически разделить магнит на два, у которых присутствует только один из полюсов.

Озадаченные загадкой свойств магнитов, ученые создавали искусственные системы и упорядоченные кристаллические структуры, которые действуют, как магнитные монополи. В свое время группа физиков-теоретиков и математиков показала, что такое же явление может происходить в молекулярных системах, в том числе и системах естественного происхождения.

К таким системам относятся капли сверхтекучей жидкости, размеры которых исчисляются нанометрами. Для описания необычных свойств таких систем было даже введено понятие квазичастицы, получившей название ангулон (angulon), существование которой позволяет объяснить некоторые экспериментальные данные, собранные учеными за последние 20 лет.

«Другие ученые все время пытались создать искусственные системы, являющиеся магнитными монополями» — пишут исследователи, — «В нашем же случае дело обстоит совсем наоборот, данная система, капелька сверхтекучей жидкости, известна и изучена уже давно. Ученые уже хорошо изучили процессы вращения молекул в таких каплях, но только сейчас мы поняли, что капля является и всегда являлась магнитным монополем, что обуславливало некоторые характерные особенности ее поведения».

По мнению ученых, сделанное ими открытие открывает широкий ряд возможностей для детального изучения магнитных монополей. Единственной загвоздкой в этом деле является то, что проявления магнитного монополя в капельке сверхтекучей жидкости кардинально отличаются от проявлений магнитных монополей в других системах.

«Основным различием является то, что мы имеем дело с химическим раствором. Наши магнитные монополи формируются в жидкости, а не в твердом материале» — рассказывает профессор Михаил Лемешко (Professor Mikhail Lemeshko), — «Это, с одной стороны, затрудняет, а с другой — значительно облегчает исследования этого уникального явления».

По материалам PhysOrg
Статья опубликована в журнале Physical Review Letters
Источник: dailytechinfo.org