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科學家創造出“量子球狀閃電”
2018-03-05 10:44:42 來源: 新華網
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  新華社北京3月5日電 量子聽起來很高深,球狀閃電聽起來很科幻,兩者結合會得到什么?美國和芬蘭科學家最近宣布,他們在實驗室中創造出一種奇特的物理結構,可能正是球狀閃電的量子版本。

  球狀閃電在都市傳說和文學作品里十分常見,但可靠的科學觀測很少,其本質尚無定論。有科學家認為,球狀閃電是一團等離子體,其磁場就像許多套在一起的封閉圓環組成的“結”,結構比較穩定,所以球狀閃電能維持幾秒甚至幾分鐘,壽命比普通閃電長得多。

  美國阿默斯特學院、芬蘭阿爾托大學等機構研究人員在新一期美國《科學進展》雜志上發表論文說,他們創造出的量子力學新結構與上述理論中的電磁場結非常相似。該成果可能有助于在核聚變反應堆中使等離子體球維持穩定,促進受控核聚變研究。

  新結構是一種斯格明子,后者是一類相對穩定、性質類似粒子的物理結構,幾十年前就有理論預言其存在,但近年來才在實驗中觀察到。此前發現的磁性斯格明子都是二維的,這項研究是首次創造出三維的斯格明子。

  實驗中,研究人員把銣原子冷卻到極低溫度,轉變成玻色-愛因斯坦凝聚態,該狀態下的原子失去了個性,所有原子擁有相同的量子態,行動整齊劃一。用經過特殊設計的電磁場影響這些原子,可使它們的一種量子屬性——自旋發生變化,組成三維斯格明子。自旋使原子的行為類似于微小磁鐵,因此斯格明子能夠模擬出球狀閃電模型里的電磁場結。

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【糾錯】 責任編輯: 程瑤
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