Teoretski fizičari rutinski uvode fiktivne čestice i polja u svoje proračune, kako bi dovršili teoriju ili jednostavno kako bi je učinili elegantnijom. Upečatljiv primjer odnosi se na magnetski monopol koji je zamislio Dirac 1931.; točkasti izvor magnetskog polja, kojeg nema u klasičnom elektromagnetizmu. Iako Diracov monopol nikada nije opažen u prirodi, on se umjetno pojavljuje u različitim fizičkim okruženjima, posebice u čvrstom stanju.
Godine 2018. Giandomenico Palumbo i Nathan Goldman, Science Faculty, ULB, predložili su eksperimentalnu shemu po kojoj se egzotični “tenzorski” monopoli, prvobitno uvedeni u teoriju struna, mogu stvoriti i promatrati u laboratoriju. Ovi tenzorski monopoli su točkasti izvori generaliziranih magnetskih polja, poznatih kao Kalb-Ramondova polja, koji žive u četverodimenzionalnom prostoru i prirodno se pojavljuju u matematičkom okviru teorije struna. Središnji rezultat Palumbo-Goldmana, objavljenog u Physical Review Lettersu 2018., je da se tenzorski monopoli mogu umjetno stvoriti manipuliranjem jednostavnim kvantnim sustavom, kao što je trorazinski atom spojen laserima.
U novoj publikaciji u Scienceu, tim Paole Cappellaro (MIT) opisuje eksperimentalnu implementaciju Palumbo-Goldmanovog modela, kao i promatranje i karakterizaciju povezanog tenzorskog monopola. U ovom eksperimentu tim manipulira umjetnim atomom ostvarenim defektom u dijamantu, centar za praznine dušika ili NV centar. Koristeći ovu visoko kontroliranu kvantnu postavu, eksperimentatori su pripremili sintetički monopol, izmjerili emanirajuće Kalb-Ramondovo polje i odredili kvantizirani naboj monopola, cijeli broj postavljen topologijom.
Ovaj rad ilustrira kako se kvantni simulator može iskoristiti u pogledu proučavanja apstraktnih i složenih fizičkih struktura, u početku uvedenih u kontekstu matematičke fizike.
Izvor: Phys.Org // Université libre de Bruxelles
