Peililasin läpi: Kvanttilöytö tarjoaa portin maailmaan, jossa on aineen sijaan antimateriaa
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 12 000 opiskelijaa ja yli 4000 työntekijää, joista 400 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
Missä tuntuu rakkaus? Uusi tutkimus valottaa rakkauden luonnetta aiempaa tarkemmin19.9.2023 08:46:31 EEST | Tiedote
Aalto-yliopiston tutkijat muodostivat kehokarttoja rakkauden eri lajeista. Läheisissä ihmissuhteissa koetaan voimakkaimpia rakkauden kokemuksia, mutta vahvana ilmenee myös esimerkiksi rakkaus luontoa kohtaan.
Onko puu ruskeaa, sinistä, keltaista vai läpinäkyvää? Tutkijat löysivät keinon tehdä puusta läpinäkyviä ja värikkäitä pinnoitteita18.9.2023 15:45:00 EEST | Tiedote
Tutkijat ovat onnistuneet kehittämään puiden sisältämästä ligniinistä uudenlaisia pinnoitteita. Keksinnöllä on monia käyttömahdollisuuksia esimerkiksi huurtumisen estossa, jossa se voi korvata erittäin myrkyllisiä kemikaaleja.
Nimitys: Professori Jyri Hämäläinen Aalto-yliopiston tutkimuksesta vastaavaksi vararehtoriksi18.9.2023 12:33:53 EEST | Tiedote
Aalto-yliopiston hallitus on nimittänyt professori Jyri Hämäläisen Aalto-yliopiston tutkimuksesta vastaavaksi vararehtoriksi 1.12.2023 alkaen viisivuotiskaudeksi. Hän seuraa tehtävässä Ossi Naukkarista, jonka kausi päättyy 31.10.2023. Tekniikan tohtori, professori Jyri Hämäläinen toimi Sähkötekniikan korkeakoulun dekaanina vuosina 2015–2023 ja varadekaanina vuosina 2014–2015. Hänet nimitettiin määräaikaiseksi professoriksi Teknilliseen korkeakouluun vuonna 2008 ja Aalto-yliopiston vakinaisen professuurin hän sai vuonna 2013. Ennen Aalto-yliopistoon tuloaan hän työskenteli Oulun yliopistossa ja teollisuudessa, muun muassa Nokia Networks -yhtiössä. Jyri Hämäläisellä on 240 tieteellistä julkaisua ja 37 patenttia tai patenttihakemusta Yhdysvalloissa. Hän on Oulun yliopiston dosentti ja Teknillisten Tieteiden Akatemian jäsen. Jyri Hämäläinen on suorittanut tohtorintutkinnot sovelletusta matematiikasta (FT) Oulun yliopistossa ja tietoliikenteen signaalin käsittelystä (TkT) Teknillisessä kork
Tutkimus: Maapallon rajat tulleet vastaan – jo kuusi yhdeksästä planetaarisesta rajasta ylitetty13.9.2023 21:00:00 EEST | Tiedote
Maapallolla on ylitetty jo kuusi ihmisten elinolosuhteiden kannalta keskeistä planetaarista rajaa, selviää kansainvälisestä tutkimuksesta. Makean veden planetaaristen rajojen tutkimusta johti Aalto-yliopiston ryhmä.
Tutkijat analysoivat globaalia muuttoliikettä aiempaa tarkemmin – ilmiö on luultua monimutkaisempi8.9.2023 10:01:00 EEST | Tiedote
Tutkimuksessa selvisi muun muassa, että sosioekonomiset syyt painoivat liikkumisen taustalla ilmastonmuutosta enemmän.
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