Los físicos vislumbran por primera vez los ‘anillos de Alicia’: ScienceAlert

Finalmente, se han visto extraños bucles en el tejido de la realidad que se forman en gas extremadamente frío, brindando a los físicos la oportunidad de estudiar el comportamiento de un extraño tipo de magnetismo unilateral.

Conocidas como «bucles de Alicia» por «Alicia en el país de las maravillas», las estructuras circulares son una colaboración entre investigadores de Estados Unidos y Finlandia, que ya cuenta con una larga lista de descubrimientos relacionados con las distorsiones en campos cuánticos conocidos como monopolos topológicos.

Los monopolos, el equivalente aislado de un polo en un imán, realmente parecen algo que Alicia podría ver mientras persigue al Conejo Blanco. Cortar un imán en dos mitades no logrará separar su norte de su sur, pero teóricamente es posible que en una máquina cuántica surjan monopolos que den lugar a diferentes fuerzas y partículas.

1 copia Un monopolo toma la forma de una partícula elemental, una partícula que ha desafiado todos los intentos de definirla y que hasta ahora ha permanecido puramente hipotética.

Sin embargo, los monopolios pueden aparecer en otros lugares. La espuma de diferentes campos cuánticos puede dar lugar a su propio estilo de magnetismo unilateral, a medida que giran, tiran y tiran de su entorno para generar anomalías de corta duración que aparecen por un momento antes de desaparecer nuevamente en medio de la agonía.

Como miembro de la Colaboración Monopole de la Universidad Aalto en Finlandia, el físico Mikko Mutonen está íntimamente familiarizado con toda la gama de vórtices, cuerdas y entrelazamientos que pueden surgir en el tejido cuántico.

Y en 2015, apenas un año después Demostrar la existencia de un monopolio topológico.Moutonen y colegas Lo logró triunfalmente En una observación aislada por primera vez en un estado extremadamente frío de átomos de rubidio llamados condensados ​​de Bose-Einstein (BEC).

«Somos los únicos que hemos podido crear mónadas topológicas en dominios cuánticos», explicó Motonen a ScienceAlert.

«Después de su creación, nos tomamos un tiempo para estudiar también los nodos cuánticos Skyrmions Antes de echar un vistazo más de cerca a lo que sucede con un monopolio de un polo topológico inmediatamente después de su creación.»

Menos de dos años después de sus observaciones iniciales, la colaboración hizo un descubrimiento sorprendente: los monopolos. puede descomponerse a otros tipos.

En esta última investigación, los investigadores observaron una vez más cómo los monopolos topológicos se disolvían en otra cosa, pero esta vez el resultado final fue como una mini entrada al País de las Maravillas: estructuras con nombre. Cadenas de Alicia.

Las cuerdas de Alice están estrechamente asociadas con los monopolos, ya que se enrollan en polos magnéticos unilaterales cuando se acercan a los bucles. Estas cadenas Alice se conocen como anillos Alice.

Sin embargo, mientras que los monopolos típicos pueden durar unos pocos milisegundos, los bucles de Alice duran más de 80 milisegundos, unas 20 veces más.

«Desde lejos, el anillo de Alice parece un monopolo, pero el mundo adquiere una forma diferente cuando se mira a través del centro del anillo», dice David Hall, físico del Amherst College de Estados Unidos.

Al igual que el vaso de Alicia, pasar a través del extraño anillo magnético en el campo cuántico de un BEC puede poner todo patas arriba. Otros monopolios que fracasan se reflejan en su imagen especular, volteando el anillo en su opuesto a medida que se desliza.

Si bien el equipo aún tiene que observar esta inversión de manera experimental, ver la formación de anillos durante la desintegración de un monopolio topológico es un avance emocionante.

A nivel práctico, sólo podemos especular sobre cómo se aplicarán estos hallazgos. Pero cuanto más aprendemos sobre la naturaleza inestable de los campos cuánticos, mejor podremos mapear sus aguas y comprender las verdades más profundas de la realidad.

«En primer lugar, la creación de los anillos de Alice es de fundamental importancia», dice Motonen a ScienceAlert.

«Arroja luz e inspiración en la búsqueda de los componentes más profundos del universo, la materia y la información».

Esta investigación ha sido publicada en Comunicaciones de la naturaleza.