Peililasin läpi: Kvanttilöytö tarjoaa portin maailmaan, jossa on aineen sijaan antimateriaa
29.8.2023 12:45:00 EEST | Aalto-yliopisto | Tiedote
Aalto-yliopiston ja Amherst Collegen tutkijat ovat havainneet ilmiön, jossa kvanttimekaaninen monopoli hajoaa rengasmaiseksi pyörteeksi.
"Tämä oli ensimmäinen kerta, kun pystyimme luomaan näitä niin kutsuttuja Liisan renkaita luonnossa. Se on valtava saavutus", professori Mikko Möttönen Aalto-yliopistosta sanoo.
Kuten nimestä voi päätellä, monopolit ovat yksinäinen vastine dipoleille eli kahden navan muodostamalle parille, jonka pohjoisnavalla on positiivinen varaus ja etelänavalla negatiivinen varaus. Monopoli sen sijaan kantaa vain joko positiivista tai negatiivista varausta.
Tutkijat loivat kvanttimonopolin muokkaamalla rubidium-atomeista muodostunutta kaasua magneetittomassa tilassa ja lähellä absoluuttista nollapistettä. Vaadittiin tällaiset ääriolosuhteet, jotta tutkijat pystyivät luomaan ulkoisen magneettikentän avulla pistemäisen monopolin. Kvanttimonopolit ovat luonteeltaan erittäin lyhytikäisiä ja hajoavat pienimmästäkin häiriöstä vain muutaman millisekunnin kuluttua syntymisestään. Tässä epävakaudessa ne hajoavat rengasmaiseksi pyörteeksi eli Liisan renkaaksi, joka tunnetaan englanniksi nimellä 'Alice ring'.
Aiemmin vain teoriassa tunnettu ilmiö on saanut nimensä Lewis Carrollin klassikkotarinoista, joissa Liisa seikkailee ensin ihmemaassa ja sitten peilimaailmassa. Renkaan ominaisuudet perustelevat omintakeista nimeä: kun Liisan renkaan keskipisteen läpi kulkee muita monopoleja, niiden varaukset muuttuvat päinvastaisiksi.
"Maailma saa toisenlaisen muodon, kun kurkistaa renkaan keskipisteen läpi", professori David Hall Amherst Collegesta kuvaa.
"Tästä perspektiivistä kaikki näyttää peilautuvan, ikään kuin rengas olisi portti maailmaan, jossa on aineen sijaan antimateriaa", Möttönen täydentää.
Peilautumisilmiötä ei ole vielä havaittu kokeissa, sillä vasta julkaistussa, osin kokeellisessa ja osin simulaatioihin perustuvassa tutkimuksessa onnistuttiin vasta ensimmäistä kertaa tarkastelemaan monopolin hajoamista Liisan renkaaksi. Renkaiden rakenne kuitenkin edellyttää myös peilautumisilmiön olemassaolon, Möttönen toteaa
"Tämä perustutkimus avaa uusia ovia sen ymmärtämiseen, miten nämä rakenteet toimivat maailmankaikkeudessa", Hall sanoo.
Tulokset julkaistiin tiistaina arvostetussa Nature Communications -lehdessä ja se on luettavissa täällä: https://www.nature.com/articles/s41467-023-40710-2.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Mikko Möttönen
Professori, Aalto-yliopisto
mikko.mottonen@aalto.fi
p. 050 594 0950
David S. Hall
Professori, Amherst College (USA)
p. +1 413 542 2072
Kuvat
Linkit
Tietoja julkaisijasta
Aalto-yliopistossa tiede ja taide kohtaavat tekniikan ja talouden. Rakennamme kestävää tulevaisuutta saavuttamalla läpimurtoja avainalueillamme ja niiden yhtymäkohdissa. Samalla innostamme tulevaisuuden muutoksentekijöitä ja luomme ratkaisuja maailman suuriin haasteisiin. Yliopistoyhteisöömme kuuluu 16 000 opiskelijaa ja 5 200 työntekijää, joista 446 on professoreita. Kampuksemme sijaitsee Espoon Otaniemessä.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Aalto-yliopisto
Energiatehokkuus vaikuttaa jo asuntolainaasi – seuraavaksi katse kääntyy ilmastoriskeihin30.9.2026 07:55:00 EEST | Tiedote
Tuoreen tutkimuksen mukaan kiinteistön energialuokalla on jo nyt vaikutusta asuntolainapäätökseen. Hyvä energialuokka voi oikeuttaa vihreään lainaan tai muihin etuihin, kun taas heikko energialuokka voi tehdä kohteesta pankin silmissä rahoituskelvottoman. Tulevaisuudessa lainapäätökseen voivat vaikuttaa myös esimerkiksi tulva- ja muut ilmastoriskit.
Pitsinnypläyksellä voidaan valmistaa muotoaan muuttavia tekstiilirakenteita28.9.2026 13:30:00 EEST | Tiedote
Tutkijat ovat kehittäneet pitsinnypläykseen perustuvia tekstiilirakenteita, jotka voivat muuttaa muotoaan ympäristön muutosten seurauksena. Tutkimuksessa yhdistyvät perinteinen käsityötekniikka, aktiiviset materiaalit ja tietokonemallinnus.
Elokuvataiteen väitös: Elokuvaohjaaja ei johda vain visiota – myös luova ryhmä tarvitsee johtamista17.9.2026 08:45:00 EEST | Tiedote
Aalto-yliopistossa tarkastettava Hanna Maylettin väitöstutkimus tunnistaa elokuvaohjaajan taiteellisessa johtajuudessa kaksi toisiinsa kietoutuvaa ulottuvuutta: teoksen sisällön sekä työryhmän sosiaalisten prosessien säätelyn. Vuorovaikutus, luottamus, valtasuhteet ja tunteet muovaavat sitä, miten yhteistyö ja luova toimijuus rakentuvat elokuvanteon prosessissa.
Robotti nopeuttaa energiavarastointiin sopivien materiaalien etsintää16.9.2026 07:45:00 EEST | Tiedote
3D-tulostimesta muokattu robotti auttaa tutkijoita tuottamaan kokeellista dataa ja nopeuttaa uusien energiavarastointimateriaalien etsintää.
Kutsu: Miten Juhani Pallasmaa on vaikuttanut kansainväliseen arkkitehtuuriin? Huippuarkkitehdit kokoontuvat Pallasmaan 90-vuotisjuhlaseminaariin 25.9.4.9.2026 11:45:00 EEST | Kutsu
Miten Juhani Pallasmaan ajattelu arkkitehtuurista, aistimisesta ja ihmisen kokemuksesta elää tämän päivän arkkitehtuurissa? Pallasmaan 90-vuotisjuhlaseminaari tuo Aalto-yliopistoon joukon kansainvälisesti tunnettuja arkkitehteja ja Pallasmaan ajattelun jatkajia.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme