Ученые создали квантовую модель шаровой молнии, открывающую путь к стабильным термоядерным реакторам

После многих лет исследований и бесконечных опытов ученым наконец удалось получить квантовую модель шаровой молнии. Ее основой выступили трехмерные скирмионы или скирмионы Шанкара. Их существование было предсказано более 40 лет назад, но до сегодняшнего дня удавалось получить только двухмерные скирмионы в плоских пленках на поверхностях различных материалов, и все они имели выраженную двумерную структуру.

Новые исследования, в результате которых произошло обнаружение трехмерных скирмионов, были проведены группой физиков из Амхерстского колледжа (частный гуманитарный университет в г. Амхерст, штат Массачусетс, США) и физиками из Университета Аалто (финский университет, образованный путём слияния трёх высших учебный заведений города Хельсинки). Ученые использовали ферромагнитный спин-поляризованный конденсат Бозе—Эйнштейна (агрегатное состояние вещества, основу которого составляют бозоны, охлаждённые до температур, близких к абсолютному нулю) в облаке атомов рубидия Rb87.

«Это невероятно, но мы смогли создать искусственный электромагнитный узел, то есть квантовую шаровую молнию, и всего-навсего с помощью двух контрциркулирующих электрических потоков», — сказал доктор Микко Меттенен (Dr Mikko Möttönen), возглавлявший исследование в Университете Аалто.

«Это доказывает возможность появления шаровых молний в природных условиях при ударе «обычной» молнии».

Для создания скирмиона исследователи поляризовали спин каждого атома таким образом, чтобы они все были ориентированы в одном направлении с линиями приложенного магнитного поля. А после, поле резко изменили таким образом, чтобы то место, где оно исчезает, оказалось внутри газа. Спины начали поворачиваться, а вблизи нуля магнитного поля спины создали узел связанных петель, каждый из которых «смотрит» в строго фиксированном направлении.

По мнению исследователей, узел может быть ослаблен или перемещен, но никак не развязан.

«Квантовый газ охлаждается до очень низкой температуры, и когда он образует конденсат Бозе-Эйнштейна, все атомы в газе прекращают движение и находятся в состоянии покоя с минимальным количеством энергии, — сказал профессор Дэвид Холл (Professor David Hall) из Амхерстского колледжа.

«И вещество уже не ведет себя,как обычный газ с кучей атомов, а напоминает собой один огромный атом».

Мало того, что открытие помогло объяснить загадочное естественное явление, которое проявляется в виде шаровой молнии в самый разгар бури, но также это открытие может проложить путь к получению более стабильной плазмы в термоядерных реакторах.

Ну и, конечно же, даст возможность получить шаровую молнию на практике в лабораторных условиях. Ведь до этого дня все попытки ученых реализовать данное явление были тщетны.

«Необходимо провести дополнительные исследования, чтобы узнать, возможно ли создание шаровой молнии с помощью такого метода», — сказал доктор Микко Меттенен (Dr Mikko Möttönen).

«Дальнейшие исследования могут привести к поиску решения для эффективного поддержания плазмы и создания более стабильных термоядерных реакторов, чем существующие ныне».