Физики-теоретики часто опережают время, описывая то, какие необычные квантовые частицы могут и должны существовать. Недавно ученые из США и Финляндии сумели получить в лабораторных условиях квазичастицу под названием скирмион, названную в честь британского физика и математика Тони Скирма, впервые теоретически предсказавшего ее существование в 1962 году.
Это не фундаментальная частица, как кварк или мюон, а модель поведения настоящих протонов и нейтронов. Она представляет из себя локализованное возбуждение в пространстве, происходящее в спиновом поле. В результате возникает что-то вроде самоусиляющегося узла, немного напоминающего ленту Мебиуса, которую можно разорвать только чрезвычайно большой силой.
В ходе эксперимента стеклянную барокамеру, наполненную сверхтекучим рубидием, окружили электромагнитными катушками, которые настраивались тонким образом, в результате чего были впервые смоделированы 3D-скирмионы. Чтобы получить их изображение, исследователи сфотографировали капельку из 200000 сверхохлажденных атомов рубидия при температуре, лишь ничтожно превышающей абсолютный ноль. В атомах обнаружились именно те конфигурации спинов, что предсказал Скирм, связанные вместе зацикленным магнитным полем.
Интересно, что это открытие может помочь ученым выяснить природу шаровых молний. Во время этого редкого физического явления шарики из электричества могут пролетать сквозь стены и внезапно взрываться. Согласно одной из теорий, шаровые молнии, подобно скирмионам, могут быть связаны электромагнитными полями, проявляющими удивительную стабильность.
[Иллюстрация: Heikka Valja]
