Bizarre Magnetisk Partikel Afsløret I Ultra-Cold Lab Experiment

{h1}

Opførelsen af ​​en magnetisk monopole er blevet påvist i laboratoriet, og det bekræfter forudsigelserne fra fysikeren paul dirac.

Bizarre magnetisk adfærd, som blev forudsagt af en berømt fysiker for mere end 80 år siden, er endelig blevet demonstreret i laboratoriet, ifølge en ny undersøgelse.

En elektrons adfærd som svar på en magnetisk monopole eller en ensom magnet med en nordpole er blevet demonstreret i et ultrakoldt materiale, som efterligner et naturligt magnetisk system. Og monopolet og elektronsystemet fungerer som den engelske fysiker Paul Dirac forudsagde det ville i 1931.

Selv om det nye eksperiment, der beskrives i dag (29. jan.) I tidsskriftet Nature, ikke viser, at sådanne monopoler eksisterer uden for laboratoriet i andre magnetiske systemer, kan det hjælpe fysikere med at vide, hvad de skal kigge efter i naturen, siger studieleder med forfatter David Hall, fysiker ved Amherst College i Massachusetts. [Twisted Physics: 7 Mind-Blowing Experiments]

Magnetiske monopoler

Alle kendte magneter har en nord- og sydpæl: For eksempel bryd en magnetisk kompassnål, og der vil altid være to mindre magneter med begge poler.

"Du kan skære din nål så meget som du vil, og du kan endda komme ned til atomniveauet, og du vil stadig have en nordpæl og en sydpæl," fortalte Hall WordsSideKick.com. Selv elektroner og protoner har to poler.

Dette er et mysterium, fordi mange fysikere mener, at en magnetisk monopole - en magnet med kun en pol - skulle eksistere. For eksempel ville monopoler forklare, hvorfor den elektriske ladning af subatomære partikler som elektroner og protoner altid kommer i diskrete enheder af en grundlæggende ladning, sagde Hall.

Og hvis sådanne magnetiske monopoler eksisterer, dannede de sandsynligvis lige efter Big Bang, da hele rummet var meget varmere og tættere end det er i dag; betingelserne kan have været energiske nok til at danne disse bizarre magnetiske partikler, forskere har sagt.

I 1931 forsøgte Dirac at forestille sig, hvordan denne monopol kunne være i overensstemmelse med standardmodellen, den regerende fysikteori, der beskriver opførsel af småpartikler.

Han forudsagde, at en magnetisk monopole ville forlade et lille spabadspor, da det passerede gennem en elektron, med en tom korridor i midten, hvor elektronen er helt fraværende og sluttede i den magnetiske monopole. (I kvanteteori er elektroner ikke solide masser med faste grænser, men snarere fuzzy blobs, som andre objekter kan passere igennem.)

Revealing hvirvel

Desværre har forskere søgt forgæves for naturlige monopoler, så det var svært at teste Diracs teori.

For at gøre det, afkølet Hall og hans kolleger rubidiumatomer til en milliarddel af en grad over absolut nul. Ved denne temperatur viser atomerne underlig kvanteadfærd, som i det væsentlige virker som en enkelt bølge i stedet for en aggregering af partikler.

De brugte et rubidiumatom til at efterligne en elektron og dernæst skabte et monopols magnetfelt ved at tilpasse tilpasningen af ​​millioner af andre rubidiumatomer, som hver især virker som en lille kompasnål, der peger på en lidt anderledes måde.

De tog derefter billeder af "elektronen", da den interagereede med "magnetfeltet".

Sure nok, da den syntetiske monopole stødte på elektronen, skabte den en hvirvlende hvirvel og en korridorregion uden atomer, der sluttede i centrum, ligesom Dirac forudsagde, sagde Hall.

Arbejdet "er en smuk demonstration af kvantsimulering, et voksende felt, der bruger ægte kvantesystemer til at modelere andre, der er vanskelige at lave, beregne eller observere", siger Lindsay Leblanc, fysiker ved Alberta i Canada, der skrev en nyheder og synspunkter om den nye undersøgelse i naturen.

Følg Tia Ghose på Twitter og Google+. Følge efter WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Originalartikel på WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com