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
Tutkimus paljastaa, missä näätä, kärppä ja lumikko viihtyvät – elinympäristöt kartoitettiin ensimmäistä kertaa koko Suomessa15.4.2026 07:30:00 EEST | Tiedote
Näädän, kärpän ja lumikon kannat ovat kutistuneet merkittävästi eri puolilla Suomea viime vuosikymmenten aikana. Sillä voi olla vaikutusta peto-saalis-suhteisiin ja laajemmin metsiin ekosysteeminä. Tuore tutkimus antaa nyt eläinten suojelulle arvokasta tietoa siitä, millaisissa elinympäristöissä näätäeläimet parhaiten menestyvät.
Uuvuttaako puhelimen selailu? Tekoälymalli simuloi nyt fyysistä ponnistelua14.4.2026 07:30:00 EEST | Tiedote
Älypuhelinten keräämät lokit kertovat, mitä kohtia näytöstä käyttäjät napauttavat ja pyyhkäisevät. Nyt tutkijat ovat kehittäneet tekoälymallin, joka simuloi näihin liikkeisiin liittyvää tuki- ja liikuntaelimistön rasitusta.
Ennätyksellinen fotoniikan keksintö vangitsee valon sirulle miljooniksi kierroksiksi13.4.2026 13:15:00 EEST | Tiedote
Uusi löydös avaa tien kohti nopeampia ja energiatehokkaampia siruja, joita voidaan hyödyntää esimerkiksi fotoniikka- ja kvanttilaitteiden rakennusmateriaalina.
Kutsu: Datatalouden näkymätön puoli keskusteluun YHYS Politiikkadialogissa9.4.2026 10:15:00 EEST | Kutsu
Ajankohtainen ja kriittinen teema nousee esiin torstaina 23. huhtikuuta Otaniemessä. Tervetuloa kuulemaan datapilvien resurssinälästä, kriittisistä mineraaleista poliittisina pelinappuloina ja datatalouden näkymättömästä työstä.
Tekoälykumppani auttaa yksinäistä, mutta pitkä käyttö voi lisätä ahdistusta7.4.2026 09:02:00 EEST | Tiedote
Tekoälykumppani voi tuntua lohduttavalta, mutta pitkäaikaisella käytöllä voi olla kielteisiä vaikutuksia hyvinvointiin ja kykyyn toimia tosielämän ihmissuhteissa.
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