Ученые впервые создали квантовую квазичастицу, обладающую свойствами шаровой молнии

Скирмион

Ученым из Амхерст-Колледжа и университета Аальто удалось впервые создать скирмионы в среде квантового газа. Скирмион — это квантовая квазичастица, возможность существования которой была предсказана около 40 лет назад, но только сейчас ученые получили возможность создавать и экспериментально изучать их свойства в различных средах. В среде чрезвычайно разреженного и холодного квантового газа физики создали «узлы», состоящие из магнитных моментов вращения атомов газа. Эти узлы демонстрируют многие свойства, совпадающие со свойствами шаровой молнии, которые, как предполагают ученые, состоят из запутанных потоков электрических токов. Стабильность таких узлов, скорее всего, является причиной, по которой шаровая молния может существовать в течение достаточно длительного времени по сравнению с разрядом обычной молнии. И полученные учеными результаты могут стать основой новых технологий сохранения стабильности плазмы в реакторах термоядерного синтеза следующих поколений.

«Нам удалось создать «синтетический магнитный узел», то есть, квантовый аналог шаровой молнии. При этом, мы использовали только два противонаправленных потока» — рассказывает Микко Меттенен (Mikko Mottone), ведущий исследователь, — «Мы допускаем, что подобный процесс может возникать и естественным путем в момент разряда обычной молнии».

Скирмионы

Исследователи создали скирмионы в среде конденсата Бозе-Эйнштейна, поляризуя вращение каждого атома относительно направления естественного магнитного поля. Затем, за счет использования внешнего магнитного поля весьма хитрой конфигурации, внутри облака конденсата была создана точечная область с нулевой напряженностью магнитного поля. Атомы, находящиеся в этой области изменили направление своего вращения, выровнявшись в сторону ближайшей к ним области с ненулевым значением магнитного поля и образовали узел сложной конфигурации.

Структура полученных скирмионов состоит из запутанных петель, вращение каждой из которых имеет фиксированное значение. Из-за этого, такой квантовый узел может быть «ослаблен» или перемещен в пространстве, но «развязать», не нарушая его целостности, практически невозможно. В дальнейшем такое образование ведет себя в среде конденсата, подобно заряженной частице в среде магнитного поля. А сама квазичастица получает свое собственное магнитное поле, конфигурация которого полностью соответствует конфигурации магнитного поля шаровой молнии.

«Требуется проведение дополнительных исследований для выяснения того, можно ли создать реальную шаровую молнию при помощи подобного метода» — объясняет Микко Меттенен, — «И все это может привести к появлению нового способа удержания плазмы в стабильном состоянии, который ляжет в основу принципа работы реактора термоядерного синтеза следующего поколения».

Ключевые слова:
Конденсат, Бозе, Эйнштейн, Газ, Атом, Вращение, Момент, Магнитное, Поле, Скирмион, Шаровая, Молния, Плазма

Первоисточник

Другие новости по теме:

Share Button

Материалы по теме:

Получен новый материал, имеющий рекордную температуру точки плавления выше 4 тысяч градусов Цельсия
При помощи метода саморазмножающегося высокотемпературного синтеза ученым удалось получить новый материал на основе карбонитрида гафния (HfC0.5N0.35), значения параметров которого очень близки к теоретическим пределам. ...
Исследователи CERN обнаружили первый экзотический «слабоочарованный» тетракварк
Оборудование эксперимента LHCb Большого Адронного Коллайдера позволяет ученым Европейской организации ядерных исследований CERN обнаруживать все более экзотические комбинации кварков, частиц, которые объединяясь, формируют более ...
Новый электрооптический лазер вырабатывает импульсы, в 100 раз более быстрые, чем вырабатывают другие высокоскоростные системы
Ученые-физики из американского Национального института стандартов и технологий (NIST), используя достаточно обычную и традиционную электронику, создали лазер, способный вырабатывать импульсы света, в сто раз ...
Новые измерения радиуса протона подтвердили результаты предыдущих измерений и стали ключом к разгадке тайны 10-летней давности
Новые высокоточные измерения размеров протона показали достоверность результатов, полученных немногим ранее в этом году, и указывают на то, что загадка 10-летней давности, связанная с ...
Новая сверхскоростная камера может снимать трехмерные видео со скоростью 100 миллиардов кадров в секунду
Не так давно мы рассказывали нашим читателям о группе исследователей из Калифорнийского технологического института, разработавшей технологию сверхскоростной съемки, обеспечивающей скорость в 70 триллионов кадров ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика