Учёным удалось смоделировать скирмион в луче света
Изначальная идея Тони Скирма заключалась в том, что скирмион имеет сферическую структуру в 4-мерном пространстве. Это делалось для того, чтобы гарантировать неделимость частицы в 3-мерном пространстве.
Исследования скирмионов ведутся уже более 50 лет, но трехмерные скирмионы очень редко наблюдались в экспериментах. Самые современные исследования сосредоточены на двумерных аналогах. Но мы живем в трехмерном мире. Для реального эксперимента нужна система, которая могла бы моделировать скирмион во всех его возможных состояниях так, чтобы его можно было измерить.
Что было сделано? Учёные использовали луч света в качестве основы для моделирования — они могут точно контролировать свойства света. Для этого стандартные характеристики света (например, поляризацию и фазу) выразили «в терминах» сферы в 4-мерном пространстве, что крайне важно для описания скирмиона. Это позволило спроектировать поле скирмиона и встроить его в луч лазерного света. Команда использовала самые точные из доступных сейчас экспериментальных методов для определения точной структуры скирмиона.
Эти объекты на самом деле довольно замысловаты с геометрической точки зрения. Они напоминают сложную систему взаимосвязанных колец — но что особенно интересно, так это их топологические свойства. Их можно деформировать, растягивать или сжимать, но они не распадаются. Эта прочность — одно из свойств, в использовании которого ученые заинтересованы больше всего.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Прошло всего-то 60 лет с момента открытия и физики смогли смоделировать поведение скирмионов.