Дослідники спостерігали теоретично передбачений квантовий ефект при розпаді магнітних монополів в надхолодному газі.
Фізики з Фінляндії і США створили стабільні «кільця Аліси» або «струни Аліси», які існували 84 мс. Топологія цих частинок показує, що у магнітних монополів, які проходять через центр такого квантового вихору, магнітний заряд змінюється на протилежний немов в «Задзеркаллі» з розповідей Льюїса Керролла.
Монополі — магнітні елементарні частинки, з ненульовим магнітним зарядом. На відміну від класичних магнітів — диполів, у яких два полюси на різних кінцях, монополь несе тільки позитивний або негативний магнітний заряд.
Ілюстрація монополя (чорна точка) і кільця Аліси (червоне кільце), яке виникає при розпаді монополя. Зображення: Alina Blinova et al., Nature Communications
Для створення монополя фізики маніпулювали газом з атомів рубідія, приготованим в немагнітному стані при температурі, близькій до абсолютного нуля. В екстремальних умовах вчені створили монополь, направивши нульову точку тривимірного магнітного поля в квантовий газ.
Квантові монополі ефемерні і розпадаються через кілька мілісекунд після створення. В умовах цієї нестабільності формується «кільце Аліси» — під дією шуму монополі розпадаються на такі квантові вихори.
Кільця Аліси в конденсаті Бозе — Ейнштейна. Зображення: Alina Blinova et al., Nature Communications
Теоретично монополь, що проходить через центр такого «кільця», перетвориться в антимонополь протилежного заряду. Відповідно, зміниться і заряд «кільця Аліси». Хоча це явище ще не спостерігалося експериментально, дослідники кажуть, що топологічна структура вимагає такої поведінки.