Işıkta Modellenen Skyrmion Parçacığı

Işıkta modellenen Skyrmion parçacığı. Kredi: Birmingham Üniversitesi

Bilim adamları Birmingham Üniversitesi bir ışık huzmesi içinde skyrmion adı verilen anlaşılması zor bir temel parçacığın deneysel bir modelini oluşturmayı başardılar.

Buluş, fizikçilere, ilk olarak 60 yıl önce Birmingham Üniversitesi matematiksel fizikçisi Profesör Tony Skyrme tarafından önerilen skyrmionların davranışını gösteren gerçek bir sistem sağlıyor.

Skyrme’nin fikri, bir skyrmion parçacığının bölünmez doğasını 3 boyutlu olarak garanti etmek için 4 boyutlu uzayda kürelerin yapısını kullandı. 3B parçacık benzeri skyrmionlar, bize Evrenin erken kökenleri veya egzotik malzemelerin veya soğuk atomların fiziği hakkında bilgi vermek için teorize edilmiştir. Bununla birlikte, 50 yılı aşkın bir süredir araştırılmış olmasına rağmen, deneylerde 3D skyrmionlar çok nadir görülmüştür. Skyrmionlarla ilgili en güncel araştırma, yeni teknolojiler için umut vaat eden 2D analoglara odaklanıyor.

Yayınlanan yeni bir çalışmada, Doğa İletişimi, Birmingham Üniversitesi, Lancaster, Münster (Almanya) ve RIKEN (Japonya) araştırmacıları arasındaki uluslararası işbirliği, skyrmionların üç boyutta nasıl ölçülebileceğini ilk kez gösterdi.

Araştırmayı yöneten Profesör Mark Dennis şunları söyledi: “Skyrmions, on yıllardır fizikçilerin ilgisini çekti ve onlara meydan okudu. Skyrmion’ları 2B olarak araştırmakta iyi ilerleme kaydetmemize rağmen, 3B bir dünyada yaşıyoruz. Bir skyrmion’u tüm olası durumlarında ölçülebilecek şekilde modelleyebilen bir sisteme ihtiyacımız var. Özelliklerini yakından kontrol edebildiğimiz ve bu nedenle skyrmionlarımızı modellemek için bir platform olarak kullanabildiğimiz için bir ışık huzmesinin bu amaç için kullanılabileceğini fark ettik. Bu yaklaşımla, bu nesneleri gerçekten anlamaya ve bilimsel potansiyellerini gerçekleştirmeye başlayabiliriz.”

Modellerini oluşturmak için, Üniversitenin Fizik ve Astronomi Okulu’ndan Dr. Danica Sugic ve Profesör Dennis, ışığın, polarizasyonun (ışık dalgalarının hareket ettiği yön) ve fazın (ışın konumu) standart tanımını yaptılar. dalgaların titreşimi), Skyrme’nin orijinal vizyonu için çok önemli olan 4 boyutlu uzayda bir küre cinsinden. Bu, daha sonra, Profesör Cornelia Denz tarafından yönetilen bir deneyde Skyrmion alanının bir lazer ışığı demeti olarak tasarlanmasına ve tasarlanmasına izin verdi. Münster Üniversitesi. Ekip, skyrmion’un kesin yapısını belirlemek için en son ölçümleri kullandı.

Dr. Sugic, “Bu nesneler aslında geometrik bir bakış açısından oldukça karmaşık” dedi. Bütünü parçacık benzeri bir yapı oluşturan karmaşık bir birbirine kenetlenen halkalar sistemine benziyorlar. Özellikle ilginç olan, skyrmion’un topolojik özellikleridir – bozulabilir, gerilebilir veya sıkıştırılabilirler, ancak ayrılmazlar. Bu sağlamlık, bilim insanlarının yararlanmakla en çok ilgilendikleri özelliklerden biridir.”

Referans: “Işıkta parçacık benzeri topolojiler” 22 Kasım 2021, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/s41467-021-26171-5





#Zor #Temel #Parçacıklar #Skyrmionlar #Denir #Işık #Demesinde #Modellenmiştir