Евро-Азиатский институт образовательных технологий Eurasian Institute of educational technologies
Saturday, 2020-05-30, 11:29 AM
Site menu
Section categories
Археология- Аrcheology
Ботаника- Вotany
География- Geography
Зоология- Zoology
История- Нistory
История науки- Нistory of science
Медицина- Мedicine
Образование- Education
Общая биология- General biology
Общество- Society
Палеонтология- Рaleontology
Право- Jurisprudence
Психология- Рsychology
Технологии- Technology
Физика- Physics
Химия- Сhemistry
Экология- Еcology
Экономика- Еconomy
Our poll
Выберите научные направления, которые интересны Вам / Select the science areas that you interest in
Total of answers: 2570
Statistics

Total online: 1
Guests: 1
Users: 0

2:09 PM
Ученые обнаружили новый вид проявления магнитных монополе / New manifestation of magnetic monopoles discovered

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

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».

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

http://sci-dig.ru/physics/uchenyie-obnaruzhili-novyiy-vid-proyavleniya-magnitnyih-monopole/

A superfluid helium droplet acts as a magnetic monopole.

Credit: IST Austria/Birgit Rieger

The startling similarity between the physical laws describing electric phenomena and those describing magnetic phenomena has been known since the 19th century. However, one piece that would make the two perfectly symmetric was missing: magnetic monopoles. While magnetic monopoles in the form of elementary particles remain elusive, there have been some recent successes in engineering objects that behave effectively like magnetic monopoles. Now, scientists at the Institute of Science and Technology Austria (IST Austria) have shown that there is a much simpler way to observe such magnetic monopoles: They have demonstrated that superfluid helium droplets act as magnetic monopoles from the perspective of molecules that are immersed inside them. Such droplets have been studied for decades, but until now, this fascinating characteristic had gone entirely unnoticed.

When working with electric charge, it is easy to separate the positive and negative poles. The negatively charged electron represents a negative pole, the positively charged proton is the opposite (positive) pole, and each one is an individual particle that can be separated from the other. With magnets, it seemed that they always have two poles that are impossible to separate —cut a dipole magnet in half, and you will end up with two dipole magnets, cut them again and you will just get even smaller dipole magnets, but you will not be able to separate the north from the south pole.

Challenged by this puzzle, scientists successfully constructed systems that effectively act as : certain crystal structures were made to behave like magnetic monopoles. But now, an interdisciplinary team comprising theoretical physicists and a mathematician have discovered that this phenomenon also occurs in molecular systems that do not need to be engineered for this purpose but which have been known of for a long time.

Nanometer-sized drops of superfluid helium with molecules immersed in them have been studied for several decades already, and it is one of the systems that Professor Mikhail Lemeshko and postdoc Enderalp Yakaboylu are particularly interested in. Previously, Professor Lemeshko proposed a new quasiparticle that drastically simplifies the mathematical description of such rotating molecules, and earlier this year he showed that this quasiparticle, the angulon, can explain observations that had been collected over 20 years. Enderalp Yakaboylu moreover used the angulon to predict previously unknown properties of these systems. The discovery of the property in superfluid helium droplets they now report, however, came unexpectedly—and only after they had exchanged ideas with mathematician Andreas Deuchert, who says, "It was a surprise to all of us to see this characteristic emerge in the equations." At a strongly interdisciplinary institute like IST Austria, such collaborations are not unusual, and interaction between research groups of different fields is fostered.

"In the other experiments, they engineered a system to become a monopole. Here, it is the other way round," Enderalp Yakaboylu says. "The system was well known. People have been studying rotating molecules for a long time, and only after did we realize that the magnetic monopoles had been there the whole time. This is a completely different viewpoint."

According to the researchers, the discovery opens up new possibilities for studying magnetic monopoles. In particular, the appearance of a magnetic in superfluid helium droplets is very different from the other, previously studied, systems. "The difference is that we are dealing with a chemical solvent. Our magnetic monopoles form in a fluid rather than in a solid crystal, and you can use this system to study magnetic monopoles more easily," Professor Mikhail Lemeshko explains.

Explore further: Monopole current offers way to control magnets

More information: E. Yakaboylu et al, Emergence of Non-Abelian Magnetic Monopoles in a Quantum Impurity Problem, Physical Review Letters (2017). DOI: 10.1103/PhysRevLett.119.235301

https://phys.org/news/2017-12-manifestation-magnetic-monopoles.html#jCp

 

Category: Физика- Physics | Added by: zvonimirveres
Log In
Search
Calendar
«  December 2017  »
SuMoTuWeThFrSa
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31
Организации / Оrganizations
Полезные ссылки / Useful links