الجسيمات الأولية تشبه شعاع الضوء

نجح العلماء في جامعة برمنغهام في تطوير نموذج تجريبي لجسيم أولي بعيد المنال يسمى مقشدة في الحزمة.

يقدم هذا الاختراق نظامًا حقيقيًا للفيزيائيين لإثبات سلوك الكاشطات ، والذي اقترحه قبل 60 عامًا البروفيسور توني سكيرم ، عالم الفيزياء الرياضية بجامعة برمنغهام.

استخدمت فكرة Skyrim بنية الكرات في فضاء رباعي الأبعاد لضمان فصل جسيمات Skyrmion في 3 أبعاد. صُممت الكاشطات مثل الجسيمات ثلاثية الأبعاد لتخبرنا عن الأصل المبكر للكون أو عن فيزياء الأجسام الغريبة أو الذرات الباردة. ومع ذلك ، على الرغم من دراستها لأكثر من 50 عامًا ، نادرًا ما يتم مشاهدة الكاشطات ثلاثية الأبعاد في التجارب. تركز الأبحاث الحالية حول المناوشات على النظائر ثنائية الأبعاد ، والتي تُظهر وعدًا بالتقنيات الجديدة.

في دراسة جديدة نشرت التواصل الطبيعي ال التعاون الدولي أظهر الباحثون في جامعة برمنغهام ولانكستر ومونستر (ألمانيا) وريكن (اليابان) لأول مرة كيف يمكن قياس المناوشات في ثلاثة أبعاد.

قال البروفيسور مارك دينيس ، الذي قاد البحث: “لقد تحدى Skyrimians بحماس علماء الفيزياء لعقود. شعاع ضوء يمكن استخدامه لهذا الغرض لأنه يمكننا التحكم في خصائصه عن كثب ، لذلك نستخدمه كمنصة لنمذجة مناوشاتنا. من خلال هذا النهج ، يمكننا أن نبدأ في فهم هذه الأشياء حقًا وإدراك إمكاناتها العلمية “.

لتطوير نموذجهم ، قام د. في كلية الفيزياء وعلم الفلك بالجامعة. قدمت دونيكا سوزيك والبروفيسور دينيس العرض القياسي. ضوء، يعتبر الاستقطاب (اتجاه انتقال موجات الضوء) والمرحلة (الحالة الاهتزازية لموجات الضوء) من حيث الكرة في الفضاء رباعي الأبعاد مهمين لمنظر المتزلج الأصلي. سمح هذا لاحقًا بتشكيل حقل Skyrmion وتشكيله في شعاع ليزر ، في تجربة بقيادة البروفيسور كورنيليا دينس من جامعة مونستر. استخدم الفريق قياسات متطورة لتحديد الهيكل الدقيق للمناوشة.

قال الدكتور سوزيك: “هذه الأشياء معقدة للغاية حقًا ، من وجهة نظر هندسية”. “إنها تشبه البنية المعقدة للحلقات المترابطة ، وتشكل بنية شبيهة بالجسيمات بالكامل. والمثير للاهتمام بشكل خاص هو المناوشةالخصائص الطبوغرافية – يمكن تشويهها أو شدها أو عصرها ، ولكن لا يمكن فصلها. هذه القوة هي إحدى الخصائص التي يهتم العلماء أكثر باستغلالها “.