Физики впервые нашли магнитные монополи в спиновом льду

Ориентация спинов в спиновом льде. Иллюстрация авторов исследования

Монополем Дирака называется гипотетическая частица, обладающая ненулевым магнитным зарядом. Данные частицы появились впервые в работах Дирака, посвященных квантованию электромагнитного взаимодействия. С тех пор физики безуспешно пытались опытным путем их обнаружить.

Монополи, о которых идет речь в новой работе, имеют иную природу, чем изучавшиеся Дираком. Так, в рамках новых исследований ученые моделировали эти частицы в так называемом спиновом льду - материале, в котором спины атомов располагаются аналогично атомам водорода в молекулах льда. В частности, его можно представлять себе состоящим из тетраэдров, с атомами в вершинах. При этом два спина атомов ячейки "смотрят" вовнутрь, а два - наружу.

Данный материал физики помещали в магнитное поле. В результате в спиновом льду возникали регионы, которые можно считать монополями - то есть источниками радиальных магнитных полей. Для регистрации возникновения подобных регионов ученые использовали нейтронную интерферометрию. Новое открытие стало первым практическим подтверждением существования моделей монополей в различных экзотических материалах.

Совсем недавно, физикам удалось теоретически показать, что монополи Дирака могут существовать в так называемом конденсате Бозе-Эйнштейна. Конденсатом Бозе-Эйнштейна называется агрегатное состояние вещества, состоящего из охлажденных почти до абсолютного нуля бозонов.

Оригинал статьи находится на сайте Lenta.ru