Finlandiya Aalto Üniversitesi ve A.B.D Amherst Koleji'nden araştırmacılar ilk kez olarak bir kuantum alanında bulunan noktasal bir monopol (tek-kutup) gözlemledi. Bu keşif bir türlü ele geçmeyen tek kutuplu mıknatısın önemli özellikleri ile ilişkilendiriliyor. Deneyden elde edilen sonuçlar geçtiğimiz günlerde Science dergisinde yayımlandı.

Deneyde, mutlak sıfıra yakın bir sıcaklıkta manyetik olmayan duruma getirilmiş rubidyum atomu gazı kullanıldı. Fizikçiler, böylesi uç değer koşullarında gazı tanımlayan kuantum mekaniksel alanda bir monopol yaratmayı başardılar.

"Bu manyetik olmayan durumda, gazı tanımlayan alanda bir yapı yaratıldı. Bu yapı parçacık fiziğinin büyük birleşik kuramlarında tanımlanan manyetik tek-kutup parçacığını andırıyordu. Daha önce bu gazı 'sentetik manyetik alan' içinde tek-kutup algılamada kullanmıştık. Ama gazın kendisini tanımlayan kuantum alanında hiç tek-kutup olmamıştı. En sonunda şimdi kuantum mekaniksel monopole tanık olduk!" diyor Aalto Üniversitesi'nden Dr. Mikko Möttönen. "Gazın manyetik olmayan durumunda, sentetik manyetik alanda hiçbir kuantum girdabı ya da tek-kutup yaratılmıyordu. Bununla birlikte, örnekte kuantum mekaniksel manyetik düzen hâkimdi. Biz de dışardan uygulanan bir manyetik alanı ayarlayarak bunu istediğimiz gibi değiştirebiliyorduk," şeklinde devam ediyor.

"Bu manyetik alanların kontrolü, Dünya'nın manyetik alanının boyutlarının küçük bir kesrinde sabit tutulmalı. Karşı karşıya kaldığımız en büyük deneysel güçlük, aşırı duyarlı koşullar altında ultra-soğuk gazı hazırlamaktı. Metal nesnelerin hareketine bağlı olarak alan çalkalanmaları oluyordu ve güç hattı çeşitlilikleri monopol gözlemini zorlaştırıyordu," diye ekliyor Amherst Koleji'nden Prof. David Hall.

Çalışmadan elde edilen veriler, kuantum araştırmaları açısından son derece dikkate değer bir adım niteliği taşıyor. Tek-kutupların ve diğer topolojik varlıkların yapısını anlamak çok önemli. Bunun bir nedeni, erken evreni tanımlayan modellerde varolmaları ve metaller gibi pek çok farklı malzemenin özelliklerini etkiliyor olmalarından kaynaklanıyor.

Manyetik tek-kutup parçacığı ise hâlâ keşfedilmeyi bekliyor. Bu yeni sonuç, bir kuantum mekaniksel monopolün doğada var olduğunu kesin olarak ortaya koyuyor ve böylece manyetik monopollerin varolma olasılıklarını artırıyor.

---

Kaynak: Phys.org "Physicists discover quantum-mechanical monopoles" <http://phys.org/news/2015-04-physicists-quantum-mechanical-monopoles.html>

---