Kulista błyskawica kwantowa odkryta w Finlandii

Fot. Pixabay, CC0

Ponad 40 lat naukowcy przewidzieli istnienie skyrmionu, cząstki kwantowej o właściwościach kulistej błyskawicy, która nigdy nie została zaobserwowana. Aż do teraz. Fizycy z Amherst College i Aalto University stworzyli po raz pierwszy trójwymiarowy skyrmion w gazie kwantowym.

Jak udało się to osiągnąć? Fizycy stworzyli węzły wykonane z momentów magnetycznych lub spinów atomów składowych w rzadkim i zimnym gazie kwantowym. Gaz schłodzono najpierw do bardzo niskiej temperatury, w której wszystkie atomy osiągnęły stan minimalnej energii. Wtedy nie zachowuje się on już jak zwykły gaz, ale przypomina jeden wielki atom. Następnie spolaryzowano spin każdego atomu do punktu w górę, wzdłuż przyłożonego pola magnetycznego. Później pole nagle uległo zmianie tak, że punkt ten znajdował się w środku kondensatu, a więc spiny zaczynały obracać się nowym kierunku i utworzyły węzeł. Ten węzeł to właśnie skyrmion.

Węzły takie mają cechy błyskawicy kulkowej, która składa się ze splątanych strumieni prądów elektrycznych. Trwałość takich węzłów może być powodem, dla którego błyskawica kulowa, kula plazmy, żyje przez zaskakująco długi czas w porównaniu do uderzenia pioruna. Badania mogą przyczynić się do stworzenia nowych sposobów utrzymywania osocza w stanie nietkniętym w stabilnej kuli w reaktorach termojądrowych.

Dr Mikko Möttönen, lider badań z Alto, przyznaje: „Godne uwagi jest to, że możemy stworzyć syntetyczny węzeł elektromagnetyczny, czyli błyskawicę kwantową, zasadniczo z tylko dwoma przeciwprądowymi prądami elektrycznymi".

"Potrzebne są dalsze badania, aby dowiedzieć się, czy możliwe jest stworzenie prawdziwej błyskawicy za pomocą tego rodzaju metody. Dalsze badania mogą doprowadzić do znalezienia rozwiązania, które pozwoli skutecznie utrzymać plazmę razem i umożliwi bardziej stabilne reaktory termojądrowe niż obecnie " - wyjaśnia Möttönen.

(KB)