Физики из США и Финляндии впервые проследили за распадом квантовых узлов, «завязанных» в бозе-конденсате атомов рубидия-87. В результате физики выделили две фазы распада и увидели, что в ходе эволюции через промежуточную ферромагнитную фазу узел превращается в вихрь.

По словам ученых, их работа поможет выделить общие закономерности в эволюции топологических дефектов. Статья опубликована в Physical Review Letters и находится в открытом доступе, кратко о ней сообщает Physics.

Многие физические теории допускают существование топологических дефектов — решений классических уравнений движения с нетривиальной топологией. В принципе, такие решения могут появиться практически в любой области современной физики, начиная от космологии и заканчивая физикой конденсированного состояния. В частности, к топологическим дефектам относятся квантовые узлы, монополи, доменные стенки, космические струны, вихри и скирмионы.

В отличие от других возмущений над вакуумом, топологические дефекты устойчивы относительно малых возмущений — грубо говоря, от разрушения их защищает нетривиальная топологическая структура, которая должна сохраняться в ходе эволюции дефекта.

Тем не менее, физикам известны механизмы, с помощью которых топологический дефект можно разрушить — например, можно изменить масштаб или симметрию системы в целом. Впрочем, на практике создать топологический дефект оказывается гораздо проще, чем пронаблюдать за его разрушением, поэтому такие процессы пока изучены сравнительно плохо.

Группа физиков под руководством Дэвида Холла (David Hall) впервые «засняла» распад квантового узла — топологического дефекта в конденсате Бозе — Эйнштейна, состоящего из атомов с единичным спином.