Ученые связали магнитные поля переохлажденного квантового объекта в сложный узел. И то, что они нашли, возможно, окончательно разрешило многовековую загадку шаровой молнии, светящихся шариков, которые иногда задерживаются в атмосфере во время грозы.
Этот странный узел был квантовым объектом, названным «Шанкарским скирмионом», который был впервые теоретизирован в 1977 году, но который никто не смог создать в лаборатории. Скирмион представляет собой тесно сгруппированную группу круговых магнитных полей, причем каждый круг пересекает друг друга кругом ровно один раз, исследования были опубликованы в статье, 2 марта в Science Advances.
Подумайте о том, что произойдет, когда вы зацепите кольцо с ключом вокруг другого брелка. Затем представьте, что вы добавляете все больше и больше колец, подцепляя каждый новый ко всем существующим кольцам. Полученная форма будет выглядеть как магнитные поля скирмиона - невозможно разделить, не нарушая кольца.
Исследователи построили скирмион из облака атомов, переохлажденных в плотную каплю, называемую «бозе-эйнштейновским конденсатом» - состояние материи, которое возникает именно на краю абсолютного нуля, где границы между атомами смешаны и квантовые эффекты начинают происходить в масштабе, который люди могут легче обнаружить и наблюдать.
Используя методы, разработанные для построения экзотического класса квантового магнита, исследователи подтолкнули спины или магнитные ориентации атомов в конденсате до тех пор, пока не появятся блокирующие кольца скирмиона.
Вот тогда стало ясно, что скирмион может быть хорошей моделью для шаровой молнии.
Шаровая молния, как ранее сообщала Живая наука, является редким и плохо понимаемым погодным явлением, когда появляется яркий светящийся шар - как правило, во время грозы - и, кажется, проносится по воздуху, вдали от которого сверкают привычные нам молнии.
Еще в 1996 году в газете Nature, было предложено, что шаровая молния могла быть результатом того, что магнитные поля вокруг плазмы молнии закручивались в узел и захватывали его внутри, и предложили модель для того, как выглядят эти завязанные поля.
Исследователи сообщили, что поля, которые они наблюдали вокруг своего холодного маленького скирмиона, соответствовали модели, предложенной в этой статье, что указывает на то, что горячая шаровая молния может быть гигантским естественным скирмионом.