В квантовом газе впервые получен скирмион

Американские и финские физики и математики впервые получили скирмион в квантовом газе. Эта необычная квазичастица была предсказана более 40 лет назад, но до сих пор ее не наблюдали экспериментально. Исследование ученых опубликовано в журнале Science Advances.

Скирмион представляет собой нарушение направленности спинов атомов, которые образуют своеобразный узел. Чтобы создать его, ученые поместили охлажденный квантовый газ (газ, в котором действуют законы квантовой статистики) в магнитное поле, в результате спины всех атомов оказались ориентированы в одном направлении, по линиям магнитного поля. После этого поле резко изменили таким образом, чтобы то место, где оно исчезает, оказалось внутри газа. Спины начали поворачиваться, а вблизи нуля магнитного поля «завязались в узел».

«Узел» состоит из отдельных петель, в каждой из которых спины имеют одинаковое направление. Устойчивость подобных магнитных петель наводит ученых на мысль, что и шаровые молнии, существующие по словам очевидцев намного дольше обычных разрядов, могут являться заузленными конфигурациями токов в плазме. Авторы отмечают, что полученное состояние не является просто квантовым узлом, так как закрученными оказываются не только спины, но и квантовая фаза конденсата.

«Поразительно, что нам удалось создать искусственный электромагнитный "узел", квантовую шаровую молнию, с помощью все лишь двух противоположно направленных электрических токов. Это позволяет предположить, что настоящие шаровые молнии могут возникать при обычных ударах молний», — прокомментировал один из авторов работы, сотрудник университета Аалто Микко Метеннен.