マクスウェルノット（光子の結び目）世界が何かを隠してきた

マクスウェル方程式は電磁界の進化を支配し、光は電荷のない空間におけるこれらの方程式の特定の解です。ロシアのモスクワ物理技術研究所と送電問題研究所のAlexiMorozovとNikitaTselousovによってEPJCに発表された新しい研究では、マクスウェル方程式の特異な解、いわゆるマクスウェルノットについて詳しく説明しています。この研究は、数理物理学と弦理論の分野に応用できる可能性があります。

「私たちは通常、光を平面波と考えています。「結び目のある」光の解決策が発見されたとき、それは画期的なことでした」とTselousovは説明します。 「これらのソリューションの結び目の性質は、磁力線と磁力線の構造にあります。力線のいくつかは閉ループであり、自明ではない結び目であることがわかります。」

電界線と磁力線は、マクスウェルの方程式に従って時間とともに変化します。フィールドが変化すると、フィールドラインはどういうわけか空間内を移動します。研究者は任意の力線を追跡することはできませんが、閉じた力線は特別であり、時間の経過とともに進化するにつれて観察できます。

「私たちの論文では、結び目のある力線は、結び目のある構造が残っている非常に特殊な方法で動くと推測しています」とTselousov氏は続けます。 「言い換えれば、今回の進化には、自己交差や2つの力線の交差は含まれないと言えます。」

Tselousovは、複雑なコンピューターシミュレーションを使用して得られたこの予想が正しければ、結び目の保存は、それらの進化が可積分であることを意味し、数学関数の統合を受けることができると信じています。 これは、その進化が、この特性を共有することが知られている他のモデルやシステム、特に非線形方程式に関連している可能性があることを意味します。

「システムの可積分特性を観察することは非常にまれであり、常に喜びです。それは、より深い理解と可能なさらなる進歩を意味するからです。私たちはこの方向に進み、可積分性とのより多くのつながりを見つけることを計画しています」とTselousovは結論付けています。 「私の考えでは、驚くべき事実の1つは、誰もがよく知っている光が、何世紀にもわたって無視していた秘密を隠していることです。」