Fiziki iz Finske in ZDA so ustvarili in fotografirali nenavaden kvantni predmet, nekakšen magnetni vrtinec, ki je po videzu in lastnostih podoben navadni kroglasti streli, je razvidno iz članka, objavljenega v reviji Science Advances.
»Izredno presenetljivo je, da smo lahko ustvarili sintetično elektromagnetno vozlišče, kvantno kroglico, pri čemer smo uporabili le dva nasprotno usmerjena toka električnega toka. Vse to kaže na to, da lahko naravne krogle strele nastanejo tudi kot posledica običajnih udarov strele, «pravi Mikko Möttönen z univerze Aalto v Helsinkih (Finska).
Kroglične strele so kroglice iz napihljive plazme, napolnjene z električno energijo. Med atmosferami se občasno pojavljajo v ozračju in živijo veliko dlje kot navadne strele. Kako točno nastanejo in kakšni procesi nadzorujejo njihovo gibanje, znanstveniki še ne vedo in se že skoraj stoletje in pol prepirajo o njihovi naravi.
Möttenen in njegovi sodelavci predlagajo, da krogelna strela ni le električna, ampak tudi kvantna narava, ki ustvarja popoln analog te »skrivnosti narave«, eksperimentira s tako imenovanimi skyrmioni, posebnimi predmeti kvantnega sveta.
Skyrmioni so posebni hipotetični delci snovi z nenavadnimi magnetnimi lastnostmi, zaradi katerih so videti kot nekakšen "jež" ali mikroskopski vrtinec. Konice igel takšnega "ježa" ali roba orkana so pozitivno nabiti, telo "živali" ali epicenter orkana pa je nabiti.
Takšni kvantni "ježi", po mnenju fizikov, imajo izjemno visoko stabilnost, kar jim omogoča, da se uporabljajo kot trpežne in varčne spominske celice za vrtljive in kvantne računalnike prihodnosti ter običajne računalnike našega časa.
Znanstveniki še niso odkrili ali ustvarili "pravih" skyrmions, njihovi najbližji analogi pa so posebne dvodimenzionalne strukture znotraj tankih filmov iz magnetnih materialov ali posebnih snovi, kot je manganov silicid. Takšni vrtinci nastanejo v njih samih pod posebnimi pogoji, na primer pri temperaturah blizu absolutne nič.
Diagram tridimenzionalnega skyrmiona, kvantnega kvazipartikla / Lee et al. / Znanstveni napredek 2018.
Promocijski video:
Finski in ameriški fiziki so ustvarili novo različico teh delcev, ki ima tridimenzionalno in ne dvodimenzionalno naravo, z uporabo druge kvantne snovi - tako imenovanega Bose-Einsteinovega kondenzata.
Gre za nenavadno obliko snovi po svojih lastnostih, podobno plinu in tekočini, ki se obnaša kot en velikanski atom in ima značilne "atomske" lastnosti. Znanstveniki ga običajno dobijo s hlajenjem oblaka rubidija in drugih atomov alkalijskih kovin na temperature, ki so blizu absolutni nič.
Kot so odkrili Möttenen in njegovi sodelavci, je ta umetni atom mogoče spremeniti v tridimenzionalni analog skyrmiona, tako da ga umestimo v močno magnetno polje in na poseben način spremenimo položaj spina vsakega pravega atoma v njem. Ko je to polje "izklopljeno", se znotraj Bose-Einsteinovega kondenzata pojavi posebna kvantna struktura, ki ima enako konfiguracijo elektromagnetnih polj, zapletenih v vozel, kot kroglasta strela.
Njegova glavna nenavadna lastnost je, kot ugotavlja fizik, ta, da obstaja v taki obliki nenavadno dolgo za kvantni objekt, nekaj sto mikrosekund. To po Möttenenovem mnenju kaže, da so tridimenzionalni nebesni stremi lahko "jedro" kroglične strele, ki prav tako živijo nenavadno dolgo v primerjavi z navadnimi strelovodi.