Вчені створили квантову модель кулястої блискавки, що відкриває шлях до стабільних термоядерних реакторів

Після багатьох років досліджень і нескінченних дослідів ученим нарешті вдалося отримати квантову модель кулястої блискавки. Її основою виступили тривимірні скірміони або скірміони Шанкара. Їх існування було передбачене більше 40 років тому, але до сьогоднішнього дня вдавалося отримати тільки двомірні скірміони в плоских плівках на поверхнях різних матеріалів, і усі вони мали виражену двовимірну структуру.

Нові дослідження, у результаті яких відбулося виявлення тривимірних скірміонів, були проведені групою фізиків із Амхерстського коледжу (приватний гуманітарний університет у м. Амхерст, штат Массачусетс, США) і фізиками з Університету Аалто (фінський університет, утворений шляхом злиття трьох вищих навчальних закладів міста Гельсінкі ). Вчені використовували феромагнітний спін-поляризований конденсат Бозе-Ейнштейна (агрегатний стан речовини, основу якого складають бозони, охолоджені до температур, близьких до абсолютного нуля) у хмарі атомів рубідію Rb87.

«Це неймовірно, але ми змогли створити штучний електромагнітний вузол, тобто квантову кулясту блискавку, і усього-навсього за допомогою двох контрциркулювальних електричних потоків», – сказав доктор Мікко Меттені (Dr Mikko Möttönen), який очолював дослідження в Університеті Аалто.

«Це доводить можливість появи кулястих блискавок у природних умовах при ударі «звичайної» блискавки».

Для створення скірміонів дослідники поляризували спін кожного атома таким чином, щоб вони усі були орієнтовані в одному напрямку з лініями прикладеного магнітного поля. А після, поле різко змінили таким чином, щоб те місце, де воно зникає, виявилося усередині газу. Спіни почали повертатися, а поблизу нуля магнітного поля спіни створили вузол пов’язаних петель, кожен з яких «дивиться» у строго фіксованому напрямку.

На думку дослідників, вузол може бути ослаблений або переміщений, але ніяк не розв’язаний.

«Квантовий газ охолоджується до дуже низької температури, і коли він утворює конденсат Бозе-Ейнштейна, усі атоми в газі припиняють рух і знаходяться в стані спокою з мінімальною кількістю енергії, – сказав професор Девід Хол (Professor David Hall) із Амхерстського коледжу.

«І речовина вже не поводиться, як звичайний газ із купою атомів, а нагадує собою один величезний атом».

Мало того, що відкриття допомогло пояснити загадкове природне явище, яке проявляється у вигляді кулястої блискавки в самий розпал бурі, але також це відкриття може прокласти шлях до отримання більш стабільної плазми в термоядерних реакторах.

Ну і, звичайно ж, дасть можливість отримати кулясту блискавку на практиці в лабораторних умовах. Адже до цього дня усі спроби вчених реалізувати це явище були марні.

«Необхідно провести додаткові дослідження, щоб дізнатися, чи можливе створення кульової блискавки за допомогою такого методу», – сказав доктор Мікко Меттені (Dr Mikko Möttönen).

«Подальші дослідження можуть привести до пошуку рішення для ефективної підтримки плазми й створення стабільніших термоядерних реакторів, ніж існуючі нині».