"Скирмион", возможно, разгадал тайну шаровой молнии

[Princess]

"Скирмион", возможно, разгадал тайну шаровой молнии

Автор Рафи Летцтер
опубликовано 6 марта 2018 г.

Ученые связали магнитные поля переохлажденного квантового объекта в сложный узел. И то, что они обнаружили, возможно, окончательно разрешило многовековую загадку шаровых молний, светящихся шаров, которые иногда задерживаются в атмосфере во время грозы.

Этот причудливый узел был квантовым объектом под названием "скирмион Шанкара", который впервые был теоретизирован в 1977 году, но который никому так и не удалось создать в лаборатории. Скирмион представляет собой плотно сгруппированную группу кольцевых магнитных полей, каждая окружность пересекает другую окружность ровно один раз, объяснили исследователи в статье, опубликованной 2 марта в журнале Science Advances . [Извращенная физика: 7 умопомрачительных открытий]

Подумайте о том, что происходит, когда вы цепляете одно кольцо для ключей к другому. Затем представьте, что добавляете все больше и больше колец, прикрепляя каждое новое ко всем существующим кольцам. Получившаяся форма будет напоминать магнитные поля скирмиона — его невозможно разделить, не разорвав кольца.

Но скирмион принципиально отличается от этих брелоков: Он искривлен. Пересекающиеся линии магнетизма поворачиваются по своим маршрутам дважды. Если бы вы полетели на крошечном космическом корабле, исследующем атомы, вдоль одной из них, вы бы сделали два витка по всей длине цепи.

Исследователи построили скирмион из облака атомов, переохлажденных в плотный сгусток, называемый "конденсатом Бозе-Эйнштейна" — состоянием материи, которое возникает на границе абсолютного нуля, где границы между атомами сливаются, и начинают проявляться квантовые эффекты в масштабах, которые человеку легче обнаружить и наблюдать.

Используя методы, разработанные для создания экзотического класса квантовых магнитов, исследователи меняли спины, или магнитную ориентацию, атомов в конденсате до тех пор, пока не появились взаимосвязанные кольца скирмиона.

Именно тогда стало ясно, что скирмион может быть хорошей моделью шаровой молнии.

Шаровая молния, как ранее сообщала Live Science, является редким и плохо изученным погодным явлением, при котором появляется красочный светящийся шар — обычно во время грозы — и, кажется, проносится по воздуху, намного переживая зазубренные разряды молний, к которым привыкли люди.

Еще в 1996 году в статье, опубликованной в Nature, было высказано предположение, что шаровая молния может быть результатом того, что магнитные поля вокруг плазмы разряда молнии сворачиваются в узел и удерживают ее внутри, и предложена модель того, как могут выглядеть эти узловатые поля.

Исследователи сообщили, что поля, которые они наблюдали вокруг их холодного маленького скирмиона, соответствовали модели, предложенной в той статье, предполагая, что горячая шаровая молния на самом деле может быть гигантским естественным скирмионом.

Первоначально опубликовано на Live Science.https://translated.turbopages.org/proxy ... ticle.html