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科学家观察到一种具有球形闪电特性的新量子粒子

2019-04-30 17:11:49来源:
导读阿默斯特学院和阿尔托大学的科学家们首次创造了量子气体中的三维模型。40多年前,理论上已经预测到了这种趋势,但直到现在它才被实验观察到

阿默斯特学院和阿尔托大学的科学家们首次创造了量子气体中的三维模型。40多年前,理论上已经预测到了这种趋势,但直到现在它才被实验观察到。

在极稀疏和冷的量子气体中,物理学家创造了由组成原子的磁矩或自旋构成的结。结点表现出球闪电的许多特征,一些科学家认为这些特征是由缠绕的电流组成。这种结的持续存在可能是为什么与雷击相比,球形闪电(一种等离子球)在相当长的时间内存活的原因。新的结果可以激发在聚变反应堆中保持稳定球的等离子体完整的新方法。

“值得注意的是,我们可以制造合成电磁结,即量子球闪电,基本上只有两个反循环电流。因此,在正常的雷击中可能会出现自然球照明,“阿尔托大学理论研究领导人MikkoMöttönen博士说。

Möttönen还回忆起在祖父母的家里目睹了闪电般的闪电球。历史上已经报道了球闪电的观察结果,但物证很少见。

量子气体的动力学与响应于球形闪电的电磁场的带电粒子的动力学相匹配。

'量子气体被冷却到很低的温度,形成玻色 - 爱因斯坦凝聚体:气体中的所有原子最终都处于最低能量状态。阿默斯特学院的实验工作负责人大卫·霍尔教授解释说,国家不再像普通的天然气一样,而是像一个巨大的原子一样。

首先通过使每个原子的自旋极化以沿着施加的自然磁场向上指向来产生skyrmion。然后,施加的场突然改变,使得场消失的点出现在冷凝物的中间。因此,原子的自旋开始在它们各自位置处沿所施加场的新方向旋转。由于磁场指向场0附近的所有可能方向,因此旋转成结。

skyrmion的打结结构由连接的环组成,在每个环中,所有的自旋指向一定的固定方向。结可以松动或移动,但不能解开。

霍尔说:“是什么使这成为一种嘲讽而不是量子结,不仅旋转扭曲而且凝结水的量子相反复蜿蜒。”

如果自旋方向在空间上发生变化,则冷凝物的速度就像磁场中带电粒子的响应一样。因此,打结的旋转结构产生打结的人造磁场,其与球闪电模型中的磁场精确匹配。

“需要更多的研究来了解是否也可以通过这种方法创造真正的球形闪电。Möttönen解释说,进一步的研究可以找到一种解决方案,有效地将等离子体保持在一起,并使聚变反应堆比现在更加稳定。

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