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
Sadan tutkimuksen uudelleenanalyysi paljastaa: johtopäätökset riippuvat paljolti tekijästä2.4.2026 06:30:00 EEST | Tiedote
Tutkijat tekivät satoja uudelleenanalyyseja sadasta aiemmin julkaistusta sosiaali- ja käyttäytymistieteiden tutkimuksesta. Samoihin johtopäätöksiin päästiin vain joka kolmannessa uudelleenanalyysissa.
Unohda ruutuaika, kuormitus syntyy puhelimen toistuvasta räpläämisestä23.3.2026 11:15:12 EET | Tiedote
Tuore tutkimus paljastaa, että kuormitusta ei selitä pelkkä ruutuaika. Eniten kuormittaa pätkittäinen käyttö: jatkuva lyhyt vilkuilu ja viestittely pitkin päivää. Näistä rutiineista on myös vaikea päästä eroon.
Katalyysi uudessa valossa: mikrotason vuorovaikutukset voivat tehostaa puhtaan energian teknologioita13.3.2026 11:30:00 EET | Tiedote
Uusi tutkimus avaa tarkemman näkymän siihen, miten katalyytit toimivat kemiallisten reaktioiden aikana. Löydös voi auttaa kehittämään tehokkaampia materiaaleja esimerkiksi vihreän vedyn tuotantoon ja kestävämpään kemianteollisuuteen.
Aalto-yliopisto sai oman kvanttitietokoneen – AaltoQ20 kouluttaa tulevaisuuden kvanttiosaajat11.3.2026 12:01:00 EET | Tiedote
AaltoQ20 on maailmallakin harvinainen ja Suomessa täysin ainutlaatuinen huipputason kvanttitietokone, jolla paitsi koulutetaan tulevaisuuden osaajia, myös tutkitaan kvantti-ilmiöitä ja kehitetään uutta teknologiaa.
Aalto University unveils AaltoQ20 – a state-of-the-art quantum computer for educating quantum talent of the future11.3.2026 12:01:00 EET | Press release
AaltoQ20 is a unique quantum computer that researchers can also use to study quantum phenomena and develop new technology.
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