Спустя 85 лет после того, как знаменитый физик-теоретик Поль Дирак предсказал возможность существования монополей, международная команда ученых во главе с профессором физики Дэвидом С. Холлом и доцентом Микко Мотонненом создала и сфотографировала синтетические магнитные монополи.

Создание синтетического магнитного монополя поможет ученым лучше понять характеристики гипотетических естественных монополей, которые, если они существуют, представляют собой уникальный частный случай магнетизма, передает cnews.ru.

Обычно магнитные полюса идут парами: у каждого магнита есть северный и южный полюс. Однако у магнитного монополя есть только один, изолированный полюс. В 1931 году Поль Дирак опубликовал статью, изучающую природу этих монополей в контексте квантовой механики. Но, несмотря на обширные экспериментальные поиски естественных монополей в различных образцах, от древних ископаемых до лунного грунта, природные монополи до сих пор не обнаружены. Старые теоретические модели, описывающие период после Большого Взрыва, предсказывали обилие монополей в природе, но уточненная модель расширения Вселенной объяснила чрезвычайную редкость этих частиц.

Команда Холла подошла к изучению теории Дирака и поиску естественных монополей с новой стороны: создала синтетические монополи в искусственном магнитном поле, генерируемом конденсатом Бозе-Эйнштейна (чрезвычайно холодный атомный газ, лишь на миллиардные доли градуса теплее абсолютного нуля). Ученые разработали последовательность изменений внешних магнитных полей, которые могли бы привести к созданию синтетического монополя и проверили свою теорию в лаборатории.

После решения многих технических проблем, команде ученых удалось создать синтетические монополи и сфотографировать их. Результат эксперимента доказывает, что структуры, существование которых предположил Дирак, могут существовать.

Эта работа имеет и практическое значение. Создание синтетических электрических и магнитных полей может привести к разработке совершенно новых материалов, таких как высокотемпературные сверхпроводники, которые могут совершить революцию в науке и технике. Кроме того, создание синтетического монополя обеспечивает прочную основу для поисков естественных магнитных монополей. В этой работе используется и Большой адронный коллайдер.