Капли сверхтекучего гелия ведут себя как магнитные монополи

Австрийские физики доказали, что капли в сверхтекучем жидком гелии ведут себя как точечные источники магнитного поля по отношению к поглощенным этими каплями молекулам. Сверхтекучий гелий изучается уже давно, но эта характеристика у него описана впервые. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Магнитный монополь, или точечный источник магнитного поля, – гипотетическая частица, обладающая ненулевым магнитным зарядом. Введение такой частицы позволяет провести еще больше параллелей между магнетизмом и электричеством. Теоретически магнитный монополь должен представлять собой нечто вроде одного полюса магнита, однако на деле, разрезая и разламывая магнит даже на самые маленькие кусочки, мы неизменно получаем части с двумя полюсами (диполи). Все известные элементарные частицы, обладающие электромагнитным полем, тоже считаются магнитными диполями. Над этой проблемой размышляли множество физиков – от Джеймса Максвелла до Поля Дирака.

Со временем физики научились создавали системы, ведущие себя как магнитные монополи (например, некоторые кристаллические структуры). Однако только сейчас физики и математик из Австрийского института наук и технологий доказали, что свойства монополей могут приобретать и системы, которые не нужно создавать искусственно, – например, нанокапельках сверхтекучего (текущего без трения при сверхнизких температурах) гелия. Именно они, как оказалось, ведут себя как магнитные монополи по отношению к погруженным в них молекулам других веществ.

Ранее этот же коллектив физиков предложил ввести новую квазичастицу – ангулон, которая помогает лучше рассчитывать поведение вращающихся молекул в растворе. Эксперименты показали, что их теория обладает большой предсказательной силой по отношению к самым разным молекулам в сверхтекучем гелии. Именно расчеты с помощью ангулонов и помогли обнаружить неожиданное свойство хорошо известной системы.