@ 2017.05.27 , 14:00
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量子单极子的衰变

美国阿默斯特学院和芬兰阿尔托大学的研究者首次在实验中观测到了量子物质中孤立单极子的演化。

这一新研究展示了一个惊人的发现:量子单极子会衰变为另一种模拟磁单极子。实验中得到的对单极子机制的基础理解将有助于在未来创造磁单极子的更近似的模拟物。

不同于通常的磁体,磁单极子是一种只具有南磁极或者北磁极的基本粒子。理论上预测这种磁单极子是存在的,但并没有什么令人信服的实验观测。因此物理学家们转而寻找类似的物质。

阿默斯特学院的David Hall教授说道,在2014年,他们实验实现了狄拉克单极子,即保罗·狄拉克80年前提出的一个描述了带电量子粒子与磁单极子如何相互作用的理论

量子单极子的衰变
左图所示量子单极子在0.2s后衰变为右图所示的狄拉克单极子。不同的颜色表示原子内部磁性状态的方向,亮度则对应粒子密度。credit: 煎蛋画师六翼

阿尔托大学的Mikko Möttönen博士补充道,在2015年,他们创造了真正的量子单极子。

虽然狄拉克单极子实验模拟了单极磁场邻域中带电粒子的运动,量子单极子则在自身场域中具有点状结构,类似于磁单极子粒子的性质。

在1秒内从一种量子单极子到另一种

而今,David Hall和Mikko Möttönen领导的单极子合作实验观测到其中一种磁单极子模拟物如何在1秒内自发转换到另一种。

论文第一作者Tuomas Ollikainen说道:“这听起来容易,但我们需要改进仪器才能令其发生。”

研究者首先将极度稀薄的铷原子气体冷却到几近绝对零度,在此温度下形成玻色-爱因斯坦凝聚物。随后,研究者令系统处于无磁状态,将外部磁场零点施加到凝聚物中,创造孤立的量子单极子。然后保持零点,等待系统逐渐被磁化。最后量子单极子就会毁坏,产生狄拉克单极子。

Möttönen博士说道:“当我第一次看到从衰变中得到了狄拉克单极子时,我都跳起来了。这一发现将我们这些年制造的单极子很好地联系到了一起。”

诺贝尔奖的关系

量子单极子是所谓的拓扑点缺陷,即在非磁化凝聚态里,在空间中被一种结构包围、且无法通过连续变形来移除的一个点。这种结构与2016年的物理学诺贝尔奖有关。去年的这一奖项部分是由于发现了涉及量子漩涡的拓扑相变。

Hall教授解释道:“在超流体领域中,已经通过实验研究旋涡线数十年了。而单极子的实验研究才几年而已。”

量子单极子的衰变
量子单极子转变为狄拉克单极子的另一种情况。credit: 煎蛋画师六翼

虽然量子单极子被其拓扑结构保护着,但当整个物相从非磁化态变成磁化态时,量子单极子还是会衰变。

Ollikainen比喻道:“不管你做的冰雕有多么结实,但如果冰化掉了,还是会付之流水。”

Möttönen说道:“这是首次观测到狄拉克单极子和相关旋涡线的自发产生。”

论文原文: DOI:10.1103/PhysRevX.7.021023

本文译自 phys,由译者 CliffBao 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 41+1

  1. 每个字都认识
    @3 months ago
    3461973

    好厉害的文章

  2. 3461976

    在想一个问题, 如果用AI改变插图风格(素描, 油画…), 版权方面如何办界定?

    [13] XX [1] 回复 [2]
  3. 3461981

    每个字都认识系列

  4. 3461987

    大哥你真是致力于翻译论文啊…

  5. 炒熟了的乌龟
    @3 months ago
    3461988

    @link: 著作权是保护内容,一油画你用素描方式表现其内容是没变的,依然可以认定为侵权。另一方面改变原画可认定为侵犯修改权。

  6. phycists
    @3 months ago
    3461990

    磁单极子…searching for you,温伯格和威滕…

  7. 炒熟了的乌龟
    @3 months ago
    3461995

    每个字都认识系列

  8. 3461999

    我只是来试试评论框~

  9. 3462018

    印象派大师

  10. 3462027

    请转载的时候,附上真实的图表,搞清楚,这是科学论文,你用手重画才真是让人愤怒。
    你只需要记得写清楚来源就行。
    Reuse & Permissions

    It is not necessary to obtain permission to reuse this article or its components as it is available under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International license. This license permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided attribution to the author(s) and the published article’s title, journal citation, and DOI are maintained. Please note that some figures may have been included with permission from other third parties. It is your responsibility to obtain the proper permission from the rights holder directly for these figures.

    [10] XX [137] 回复 [4]
  11. 3462046

    跟我想的一样

  12. 3462048

    @muas: 就是因为是科学图,我才一点不加的照着原图画的,你没有看过原图就信口雌黄。

    [35] XX [0] 回复 [0]
  13. 下弦の月
    @3 months ago
    3462050

    @muas: 任何图(包括论文)都有可能被某商业图库收录,这一点已经在上次的事件里验证了。一张图很贵,发不起。

    [23] XX [0] 回复 [0]
  14. 为所欲为
    @3 months ago
    3462051

    试试评论框

  15. 3462052

    @muas: 我解释一下吧

    很多人以为科普文章包括论文的图,都是可以随便转载
    但他们真的会有版权,互联网上绝大部分的图片,都有版权方

    很多人转载了没事,只是没有追究你而已
    如果煎蛋是高校或者政府机构,转了就转了,还合法
    但问题我们不是

    比如getty或视觉,他们是图片版权代理巨头,代理了很多第三方所有的图片。很多大家意想不到的图片包括新闻图、科普图片、插画都被它们拿到版权

    在遍历了煎蛋那几百张侵权图以后,我们的结论是,没有一种图是安全的,包括很多人建议的免费图库的图

    没错,即使是正版图库的图,都有可能侵权
    试问我们怎么敢随便用,侵权的代价太高了
    编辑类200一张,创意类2000一张,插画性质的高价图8000一张起步

    我们不能用自我判断来“感觉”这张图没事,转过来吧?
    你因为我们没有引用原图而生气,试问你是否了解这背后的因果?固然有些原文的条款里写了可以转载,但这些条文是基于文字而不是图片。所有的图片,版权都是独立的。

    即使原文条款允许转载图片,我们也不敢转。因为还有可能原作者把自己的图又卖给第三方图库。侵权案里这种多了去了。

    另外麻烦你愤怒的同时,请仔细看看我们给的原文链接,小编和画师已经尽最大努力,把插画画的像原文了。

    画师们努力给煎蛋提供免费的插画,然后你看了却表示愤怒。试问还有比这更让画师们心寒的事吗?

    [200] XX [2] 回复 [1]
  16. 3462078

    @炒熟了的乌龟: 著作权保护的是表现形式,不保护内涵内容……
    同一个风景,不同的人有不同的画法;同一段故事,不同人有不同的叙述方式。
    但是,基于前人画作或文字进行修改,这就涉及衍生作品的问题,在我国一般涉及著作权法第十条第14项改编权。
    顺带一提,第14项改编权和你说的修改权(第十条第3项)是不同的,修改权指的是不允许他人修改了你的作品后继续冠以你作者的名字。
    第3项修改权和第4项保护作品完整权是互相联系的,为了保护作者在作品中表达的内容和观点不被他人歪曲、篡改、抹黑作者。

  17. 3462092

    那么如何成为一名合格的煎蛋灵魂画师呢

  18. 钢铁铸锋锐
    @3 months ago
    3462114

    感觉离大一统理论又近了一步。

  19. 3462123

    即保罗·狄拉克80年前提出的理论,最初认为带电量子粒子与磁单极子相互作用
    Paul Dirac’s 80-year-old theory where he originally considered charged quantum particles interacting with a magnetic monopole
    → 保罗·狄拉克80年前提出的一个描述了带电量子粒子与磁单极子如何相互作用的理论

    拓扑点缺陷,即非磁化状态的凝聚物空间中的单点被一种结构包围,无法被连续构形所移除
    a single point in space surrounded by a structure in the non-magnetized state of the condensate that cannot be removed by continuous reshaping
    → 拓扑点缺陷,即在非磁化凝聚态里,在空间中被一种结构包围、且无法通过连续变形来移除的一个点
    是连续变形(因为是拓扑学嘛),不是连续构形
    这个有点高深,想了解的人可以搜索一下“毛球定理”来初步理解所谓“点缺陷”是怎样的“点”

    去年的这一奖项部分是由于发现了涉及量子漩涡的拓扑相转移
    phase transitions 是相变,不是相转移

    虽然量子单极子的几何结构有一定的保护作用,但物质整体的相位从无磁转换为有磁过程中,量子单极子还是会衰变。
    Although its topology protects the quantum monopole, it can decay since the whole phase of matter changes from non-magnetized to magnetized.
    → 虽然量子单极子被其拓扑结构保护着,但当整个物相从非磁化态变成磁化态时,量子单极子还是会衰变。
    关键是拓扑,不是几何。还有“相”是相变的相,不是相位(虽然英文都是phase)。说到相位,就是角度,在0到2π之间;说到相,就是气态、液态、固态等等。

  20. 3462214

    @nerv: 我有个疑问,正如你所说,“才一点不加的照着原图画”,这样也可以绕开版权的枷锁的吗?有没有一个规定,衍生物跟初始物相似度达到某个程度也可以判定侵权的?
    @celk: 打完上面才看到你 的话。你提到了“顺带一提,第14项改编权和你说的修改权(第十条第3项)是不同的,修改权指的是不允许他人修改了你的作品后继续冠以你作者的名字。”,我的理解是,该衍生物的创作者不享有衍生物的版权,那么,该衍生物的版权归谁?初创者?第三方未经任何同意使用该衍生物,那么对谁导致侵权?

  21. 3462221

    @qler: 世界上没有两个一模一样的鸡蛋——达芬奇。

  22. 3462222

    @qler: (双手一摊,放一个屁)“你特么的到底要我怎么样?你行你来来来。”(将笔塞进你手里)

  23. 3462229

    @qler: 你理解错了,“侵犯修改权”针对的情况是比如你写了一本小说拿去出版但出版社改了你写的结局,导致读者给你寄刀片“吃屎吧伏见司(只是举例)”,于是你就只好:吃屎吧出版社

    “侵犯改编权”针对的情况才是比如你画了一幅画然后别人在你的基础上修改发布了声称是他自己画的作品,此时该作品实质上是衍生物,该抄袭者在侵犯了你的著作权的同时,也保有该衍生物的著作权。
    假如你因为和解或其他原因(“这人虽然抄袭但画得真tm好看”),决定授予他改编权,此时该“原”抄袭者将合法拥有该衍生物的著作权。
    但衍生物的著作权仍不完整,任何试图再次改编或者商业化该衍生物的第三方需要向原作者和二创作者申请授权。
    假如第三方未经任何同意使用衍生物,就会同时侵犯原作者和二创作者的著作权。

  24. 俱舍莲帝
    @3 months ago
    3462230

    @nerv: 六翼不要跟小人计较,踏实画自己的就好。别的我们给你搞定。

  25. 食品级怪蜀黍
    @3 months ago
    3462253

    @muas: 前两天刚来的吧,少说多看多学。

  26. huaevol
    @3 months ago
    3462256

    @muas: 这家伙是没写过论文?引用高质量论文是要付费的知道不,那些东西有版权的。

  27. 呜啦啦呜啦啦
    @3 months ago
    3462268

    @muas: 不知道前因后果一顿乱喷呀

  28. 3462274

    看见这种标题,莫名其妙的想点开看看

  29. 商周知
    @3 months ago
    3462304

    就爱看撕逼(*ºัỏºั)ฅ”控几不住我寄几啊!

  30. 李小猪
    @3 months ago
    3462348

    @muas: 嘴炮之王

  31. 天塌入虚怀
    @3 months ago
    3462354

    @celk:
    我觉得对于客观存在的事物/现象,比如文中的图,是没有问题的
    就像一座山,你拍了照片你就拥有了这个山照片的版权
    但是你不能因为我画的山跟你的照片像就剥夺我的创作这幅画的版权,因为这个山是客观存在的,而且不是你堆出来的,我也可以看到并画出来。
    就像艾弗尔铁塔的晚间灯光,没有允许是不能拍照的,但是白天没有灯光是可以拍的。

  32. CarShock
    @3 months ago
    3462358

    @qler: 这个“一点不改的照着画”到底侵犯不侵犯版权,还有很重要的一个东西,就是原版到底是啥?如果原版是一幅人工创作的画,那么照着画,越像越侵权。如果原版是一幅拥有特定的,鲜明的创作思路的摄影作品,那么照着画是有可能会侵权的。如果原版是一幅创作思路不鲜明的,拍摄客观事物或景物的照片,那么照着画被判侵权的可能性是很小的————总而言之,从仿作中,能够辨认出的原作中的智力创作成果越多,侵权的可能性越大。

  33. cuiclean1998
    @3 months ago
    3462367

    @muas: 你这种随意乱带节奏的求你别逛煎蛋了好吗

  34. 3462429

    其实现在也就无非多了点原文链接的动作,又不费劲。

  35. 勇敢的骚年
    @3 months ago
    3462483

    煎蛋只是分享新闻的网站,不是分享文献信息的平台。
    你对科学细节感兴趣你去看论文啊。你讨论研究课题会去跟学校的新闻中心讨论还是跟你们的教授讨论?@muas:

  36. 3462549

    别喷他了,我感觉丫已经知道错了

  37. Pleinair
    @3 months ago
    3462563

    你别BB,版权费你出或者你自己画随便你怎么说。自己个太监还笑别人鸡巴短。

  38. Pleinair
    @3 months ago
    3462565

    @smj: 别判他刑了,我感觉强盗知道自己错了。

  39. 3462625

    又是个凝聚态模拟磁单极子的,跳过

  40. 3462661

    @muas: 愤怒你妹啊,你花钱了么就添个脸说愤怒

  41. 3464938

    物理8分的我

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