光のビームでモデル化された素粒子
バーミンガム大学の科学者たちは、光線の中でスキルミオンと呼ばれるとらえどころのない種類の素粒子の実験モデルを作成することに成功しました。この画期的な進歩により、物理学者は、バーミンガム大学の数学物理学者であるトニースカーム教授によって、60年前に最初に提案されたスキルミオンの動作を示す実際のシステムを利用できるようになりました。
Skyrmeのアイデアは、4次元空間の球の構造を使用して、3次元のスキルミオン粒子の不可分な性質を保証しました。 3D粒子のようなスキルミオンは、宇宙の初期の起源について、またはエキゾチックな物質や冷たい原子の物理学について教えてくれると理論化されています。しかし、50年以上にわたって調査されてきたにもかかわらず、3Dスキルミオンが実験で見られることはめったにありません。スキルミオンに関する最新の研究は、2Dアナログに焦点を当てており、新しいテクノロジーの可能性を示しています。
新しい研究では、バーミンガム大学、ランカスター、ミュンスター（ドイツ）、理研（日本）の研究者間の国際協力により、スカイミオンを3次元で測定する方法が初めて実証されました。研究を主導したマーク・デニス教授は、次のように述べています。私たちは2Dでスキルミオンの調査を順調に進めていますが、私たちは3Dの世界に住んでいます。測定可能な方法で、すべての可能な状態でスキルミオンをモデル化できるシステムが必要です。光のビームは、その特性を厳密に制御できるため、この目的に利用できることに気づき、スキルミオンをモデル化するためのプラットフォームとして使用します。このアプローチにより、これらのオブジェクトを真に理解し、科学的な可能性を実現することができます。」
モデルを作成するために、大学の物理学と天文学の学校のDanica Sugic博士とDennis教授は、光の標準的な記述、偏光（光波が進む方向）、および位相（光波の振動の位置）をキャストしました。 Skyrmeの当初のビジョンにとって重要な、4次元空間の球体の観点から。これにより、ミュンスター大学のコーネリアデンツ教授が率いる実験で、スキルミオンフィールドをレーザー光のビームに設計および設計することができました。チームは最先端の測定値を使用して、スキルミオンの正確な構造を決定しました。
「これらのオブジェクトは、幾何学的な観点から、実際には非常に複雑です」とSugic博士は述べています。 「それらはインターロッキングリングの複雑なシステムに似ており、全体が粒子のような構造を形成しています。特に興味深いのは、スキルミオンの位相的性質です。歪んだり、伸びたり、絞ったりすることができますが、バラバラになることはありません。この堅牢性は、科学者が利用することに最も関心を持っている特性の1つです。」
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