Les physiciens de Créer des ” Shankar Skyrmion’ — Quasiparticle avec des Propriétés de la Foudre en Boule

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Une équipe internationale de physiciens du Amherst College et de l’Université Aalto a créé le Shankar skyrmion, un quasiparticle composé d’un noués à la configuration des moments magnétiques atomiques, ou de tours. Physique théorique prédit l’existence de la Shankar skyrmion plus de quatre décennies, mais c’est la première fois qu’une telle quasiparticle a été observé dans une expérience. Publiés dans la revue Science fait des Progrès, l’équipe pourrait inspirer de nouvelles façons de garder le plasma intacte dans un stable de la balle dans les réacteurs de fusion.

Impression artistique d’un quantum de balle de l’éclairage. Crédit Image: Heikka Valja.

“Notre compréhension de ces skyrmions a évolué au cours de plusieurs années, et il nous a fallu presque autant de temps pour trouver à nouveau accessibles les moyens de communiquer nos résultats à l’ensemble de la communauté scientifique,” a déclaré le co-auteur principal, le Professeur David Hall, de l’Amherst College.

“Il est remarquable que l’on pouvait créer le synthétique électromagnétique noeud — qui est, le quantum de la foudre en boule — essentiellement avec seulement deux contre-circulation des courants électriques”, a ajouté le co-auteur principal, le Dr Mikko Möttönen, de l’Université Aalto.

“Ainsi, il peut être possible qu’une boule d’éclairage pourraient survenir dans un normal la foudre.”

Les physiciens créé un environnement pour l’skyrmion après le refroidissement d’un gaz d’atomes de rubidium à des dizaines de milliardièmes de degrés au dessus du zéro absolu atomique réfrigérateur dans leur laboratoire.

“L’expérience est un concept simple, mais le phénomène est à la fois beau et remarquablement complexe,” le Professeur Hall noté.

“Le quantum de gaz est refroidi à une température très basse où il forme un condensat de Bose-Einstein de condensat: tous les atomes dans le gaz à la fin dans l’état d’énergie minimale. L’etat ne se comporte pas comme une essence ordinaire, mais plus comme un seul géant de l’atome.”

Pour créer le skyrmion, les physiciens ensuite appliqué une mesure de champ magnétique à la surfusion de gaz, ce qui a influencé l’orientation des moments magnétiques de ses atomes.

La caractéristique noués à la structure de la skyrmion émergé après moins d’un millième de seconde.

“Remarquablement, la skyrmion est accompagné par une noué synthétique champ magnétique qui influe fortement sur le quantum de gaz,” le Professeur a dit Hall.

Une telle noué champ magnétique est un élément central de l’topologique de la théorie de la foudre en boule, qui décrit un plasma de gaz chaud confinés magnétiquement par le noué champ.

Selon la théorie, la foudre en boule peuvent durer beaucoup plus longtemps qu’un simple boulon de foudre car il est très difficile de dénouer le magnétique noeud qui confine le plasma.

“Alors que le plasma chaud de la foudre en boule peut-être un million de fois plus chaud que le gaz ultrafroids avec laquelle notre équipe travaille, nous avons néanmoins trouvé intéressant que de telles disparates contextes physiques partagent les mêmes thèmes,” le Professeur a dit Hall.

“Plus de recherche est nécessaire pour savoir si oui ou non il est également possible de créer une véritable boule de foudre avec une méthode de ce genre,” Dr Möttönen ajouté.

“D’autres études pourraient mener à la découverte d’une solution pour maintenir le plasma ensemble de manière efficace et permettre une plus stable réacteurs de fusion que nous avons maintenant.”

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Wonjae Lee et coll. 2018. Synthétique électromagnétique noeud en trois dimensions skyrmion. Avancées de la Science 4 (3): eaao3820; doi: 10.1126/sciadv.aao3820