Модель квантовых частицы в капле переохлажденного газа: скирмионы
Физики-теоретики часто опережают свое время, описывая особенности поведения квантовых частиц. Команды ученых из США и Финляндии объединились для создания воплощения квазичастицы, называемой скирмионом. Эту математическую модель впервые предложил физик и математик Тони Скрайм еще в 1962 году. Она, по задумке, отражает реальное (а не схематичное, к которому мы привыкли) поведение протонов и нейтронов. Сам скирмион не является фундаментальной частицей, подобно кварку или мюону. Физик Дэвид Холл из Амхерст-колледжа в штате Массачусетс поясняет, что это скорее локализованное возбуждение в пространстве, возникающее в поле спинов. Как результат — своего рода замкнутый на самом себе узел, напоминающий петлю Мёбиуса, который нельзя разорвать кроме как приложением огромной силы.
Благодаря точечному контролю ЭМ-катушек, окружающих стеклянную вакуумную камеру, заполненную сверхтекучим рубидием, ученым удалось впервые создать трехмерные скирмионы. На затемненных фотографиях изображена капелька, состоящая из 200 000 переохлажденных атомов рубидия — их температура лишь на 10 миллиардных долей градуса выше абсолютного нуля. Эти атомы продемонстрировали именно те спины, удерживаемые магнитным полем в форме петли, которые предсказывал Скрайм еще полвека назад. Как ни странно, это открытие, опубликованное в Science Advances, может дать физикам представление о шаровой молнии — редком явлении, которое якобы может образовывать заряженные сферы энергии, проходящие сквозь стены и внезапно разряжающиеся с высвобождением большого количества энергии. Согласно одной из теорий, шаровые молнии, подобно скирмионам, могут на самом деле удерживаться вместе электромагнитными полями, которые образуют на удивление стабильные структуры.
