Neue Quelle für magnetische Monopole

  • 08. December 2017

Suprafluide Heliumtröpfchen wirken auf eingetauchte Moleküle wie magnetische Monopole.

Bereits im 19. Jahrhundert erkannte man, dass die physi­kalischen Gesetze zur Beschreibung elektrischer Phänomene denen zur Beschreibung magne­tischer Phänomene erstaun­lich ähneln. Um die Symmetrie perfekt zu machen fehlte allerdings ein einziger Teil: magne­tische Monopole. Während magnetische Monopole in Form von Elementar­teilchen noch immer nicht entdeckt wurden, gab es in den letzten Jahren doch einige Erfolge darin, Objekte herzu­stellen, die sich effektiv wie magnetische Monopole verhalten. Jetzt haben Wissen­schaftler am Institute of Science and Technology Austria gezeigt, dass es viel einfacher ist, solche effektiven magne­tischen Monopole zu erhalten: Sie konnten zeigen, dass suprafluide Helium­tröpfchen auf in sie eingetauchte Moleküle wie magne­tische Monopole wirken. Experi­mente mit solchen Systemen gibt es schon lange, diese interes­sante Eigenschaft war bisher aber unbemerkt geblieben.

Abb.: Illustration von magnetischen Monopolen in einem suprafluiden Heliumtröpfchen. (Bild: IST Austria)

Abb.: Illustration von magnetischen Monopolen in einem suprafluiden Heliumtröpfchen. (Bild: IST Austria)

Nanometer­große Tropfen von supra­fluidem Helium mit darin einge­tauchten Molekülen sind bereits seit mehreren Jahrzehnten Gegenstand von Unter­suchungen und es ist auch eines der Forschungs­gebiete von Mikhail Lemeshko und Enderalp Yakaboylu. Um die mathe­matische Beschreibung solcher rotie­renden Moleküle drastisch zu verein­fachen, postu­lierte Lemeshko ein neues Quasi­teilchen, und konnte Anfang dieses Jahres auch zeigen, dass dieses Quasi­teilchen, das Angulon, Beobach­tungen der letzten zwanzig Jahre erklären kann. Enderalp Yakaboylu benutzte das Angulon bereits, um zuvor unbe­kannte Eigen­schaften dieser Systeme vorher­zusagen. Das Merkmal, das sie nun entdeckten, kam jedoch völlig unerwartet und zeigte sich erst, nachdem sie mit dem Mathe­matiker Andreas Deuchert in Austausch getreten waren. „Es war für uns alle eine Überraschung als wir gesehen haben, dass diese Eigen­schaft in den Gleichungen zutage tritt“, sagt Andreas Deuchert.

„In den bisherigen Experi­menten hat man Systeme eigens so konstruiert, dass sie zu Monopolen werden. Hier ist es umgekehrt“, erklärt Enderalp Yakaboylu. „Das System war bekannt. Rotierende Moleküle wurden schon lange untersucht und erst danach stellte sich heraus, dass die magne­tischen Monopole die ganze Zeit darin enthalten waren. Das ist eine völlig andere Sichtweise.“
Den Forschern zufolge eröffnet die Entdeckung neue Möglich­keiten für die Unter­suchung magne­tischer Monopole, da sich ihre magne­tischen Monopole von anderen bisher bekannten Systemen unter­scheiden. „Der Unter­schied ist, dass wir es mit einem mole­kularen System zu tun haben. Unsere magne­tischen Monopole bilden sich in einer Flüssig­keit und nicht in einem festen Kristall, und das kann man nutzen, um die Unter­suchung von magne­tischen Monopolen zu verein­fachen“, erklärt Lemeshko.

IST Austria / JOL

Share |

Newsletter

Haben Sie Interesse am kostenlosen wöchentlichen oder monatlichen pro-physik.de-Newsletter? Zum Abonnement geht es hier.

Strahlmessung

thumbnail image: Messen Sie <i>M</i><sup>2</sup> in weniger als einer Minute

Messen Sie M2 in weniger als einer Minute

Das M2-Lasermessgerät Ophir BeamSquared 2.0 ermittelt die optische Güte des Laserstrahls schnell und präzise. Mehr

Webinar

Vom Raytracing-Modell zum digitalen Prototypen

  • 22. November 2018

Raytracing ist die Stan­dard­methode zur Ent­wick­lung von opti­schen Sys­te­men und wird ein­ge­setzt, um diese Sys­teme vir­tuell auszu­legen und Vor­her­sagen über ihre opti­schen Ei­gen­schaf­ten zu ma­chen. Ein­satz­be­rei­che sol­cher digi­ta­ler Pro­to­ty­pen sind bei­spiels­weise die Ent­wick­lung von Laser- oder Ab­bil­dungs­sys­te­men.

Alle Webinare »

Site Login

Bitte einloggen

Andere Optionen Login

Website Footer