Материал портала ядерных знаний BelNET
статья/документ по запросу ресурса "1509"
2021-11-25 На сайте Phys.org опубликована статья "Skyrmions: Fundamental particles modeled in beam of light"-"Скирмионы: фундаментальные частицы, моделируемые лучом света".
Ученым из Бирмингемского университета удалось создать экспериментальную модель неуловимого вида фундаментальной частицы, называемой скирмионом в луче света. Этот прорыв предоставляет физикам реальную систему, демонстрирующую поведение скирмионов, впервые предложенную 60 лет назад математиком-физиком из Бирмингемского университета профессором Тони Скирмом. Идея Скирма использовала структуру сфер в 4-мерном пространстве, чтобы гарантировать неделимую природу скирмионной частицы в 3-х измерениях. Теоретически трехмерные скирмионы, похожие на частицы, могут рассказать нам о раннем происхождении Вселенной или о физике экзотических материалов или холодных атомов. Однако, несмотря на то, что 3D-скирмионы исследуются более 50 лет, в экспериментах они наблюдаются очень редко. Самые последние исследования скирмионов сосредоточены на 2D-аналогах, которые показывают многообещающие перспективы для новых технологий. В новом исследовании, опубликованном в Nature Communications, международная коллаборация исследователей из Университета Бирмингема, Ланкастера, Мюнстера (Германия) и RIKEN (Япония) впервые продемонстрировала, как скирмионы можно измерить в трех измерениях. Скирмионы интересовали физиков и бросали им вызов на протяжении многих десятилетий. Хотя достигнуты хорошие успехи в исследовании скирмионов в 2D, мы живем в трехмерном мире. Здесь нужна система, которая может моделировать скирмион во всех его возможных состояниях таким образом, чтобы это можно было измерить. В разработанной модели использовано стандартное описание света, поляризации (направление, в котором распространяются световые волны) и фазы в терминах сферы в 4-мерном пространстве, что имеет решающее значение для первоначального видения Скирма. Это позволило спроектировать поле скирмиона и превратить его в луч лазерного света в эксперименте, проводимом в Мюнстерском университете. Команда использовала новейшие измерения, чтобы определить точную структуру скирмиона. Как оказалось, эти объекты на самом деле довольно сложны с геометрической точки зрения. Они напоминают сложную систему взаимосвязанных колец, в которой целое образует подобную частице структуру. Что особенно интересно, так это топологические свойства скирмиона - они могут искажаться, растягиваться или сжиматься, но не распадаются. Эта устойчивость является свойством, в использовании которого ученые больше всего заинтересованы. Подробности см. здесь. Ссылка на оригинальную статью, которая находится в открытом доступе в журнале Nature Communications: D. Sugic et al. Particle-like topologies in light, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-26171-5. Загрузить:
|
Вход, регистрация
