科学家创造出“量子球状闪电”-新华网

關注新華網

微博

Qzone

圖(tu)集(ji)

　　新(xin)華(hua)社北京３月５日電(dian)　量(liang)子聽起來很高深(shen)，球(qiu)狀閃電(dian)聽起來很科(ke)幻，兩(liang)者(zhe)結(jie)(jie)合會得到什(shen)么？美國和芬蘭科(ke)學(xue)家最近宣布，他(ta)們在實驗室(shi)中創造(zao)出一(yi)種奇特的物理結(jie)(jie)構，可能正是(shi)球(qiu)狀閃電(dian)的量(liang)子版本。

　　球(qiu)狀(zhuang)閃電在都(dou)市傳說(shuo)和文學作品里十分常見，但可靠(kao)的(de)(de)科學觀測很少，其(qi)本質尚無定(ding)論。有科學家認為(wei)，球(qiu)狀(zhuang)閃電是一團等(deng)離子體(ti)，其(qi)磁場(chang)就像(xiang)許多套(tao)在一起的(de)(de)封閉圓環組成(cheng)的(de)(de)“結(jie)”，結(jie)構比較(jiao)穩定(ding)，所以球(qiu)狀(zhuang)閃電能維持幾秒甚至幾分鐘，壽命(ming)比普通閃電長得多。

　　美國阿默斯特學(xue)院、芬蘭阿爾(er)托大(da)學(xue)等機構(gou)研究人員在(zai)新一(yi)期美國《科學(xue)進展》雜(za)志上發表論(lun)文說，他們創造(zao)出(chu)的量(liang)子力學(xue)新結構(gou)與上述理論(lun)中的電磁(ci)場結非常(chang)相似(si)。該(gai)成(cheng)果可能有助于(yu)在(zai)核(he)聚變反應(ying)堆中使等離子體球(qiu)維持穩定(ding)，促進受控(kong)核(he)聚變研究。

　　新結構是(shi)(shi)一(yi)種斯格(ge)明子(zi)(zi)(zi)，后者是(shi)(shi)一(yi)類相對(dui)穩(wen)定、性質類似粒子(zi)(zi)(zi)的物理(li)結構，幾十年前(qian)就有(you)理(li)論預言(yan)其(qi)存在(zai)，但近年來才在(zai)實驗(yan)中(zhong)觀察(cha)到。此前(qian)發現的磁(ci)性斯格(ge)明子(zi)(zi)(zi)都是(shi)(shi)二維(wei)的，這項(xiang)研究是(shi)(shi)首次創造出(chu)三維(wei)的斯格(ge)明子(zi)(zi)(zi)。

　　實驗中，研究人(ren)員把銣原子(zi)冷卻(que)到極低溫度，轉變成玻色(se)－愛因斯(si)坦凝聚態，該狀(zhuang)態下的(de)(de)原子(zi)失去了個性，所有(you)(you)原子(zi)擁有(you)(you)相同的(de)(de)量子(zi)態，行動整齊劃一。用經過特殊設計的(de)(de)電磁場影響這些原子(zi)，可使(shi)(shi)它們(men)的(de)(de)一種量子(zi)屬性——自旋發生變化，組成三維斯(si)格明子(zi)。自旋使(shi)(shi)原子(zi)的(de)(de)行為類似于微(wei)小(xiao)磁鐵，因此斯(si)格明子(zi)能夠模(mo)擬出球狀(zhuang)閃電模(mo)型里的(de)(de)電磁場結。