العلماء يكشفون عن كرة البرق الكمية "شانكار سكيرميون"

ابتكر العلماء، أخيرًا، جسيمًا بعيد المنال يعرف باسم شانكار سكيرميون، بعد أكثر من 40 عامًا لوضعه نظريًا للمرة الأولى، وفي هذه العملية، وربما تمت نمذجة للظاهرة النادرة من كرة البرق أو البرق الكروي على نطاق الكمي، ولن يساعد فقط هذا الاكتشاف على تفسير الحدوث الطبيعي الغامض، والذي يمكن أن يظهر كمجال كهربائي في خضم العواصف، ولكن الخبراء يقولون إنه يمكن أن يمهد الطريق لبلازما أكثر استقرارًا في مفاعلات الانصهار، وفي البحث الجديد، بقيادة علماء في كلية أمهرست وجامعة آلتو، أنشأ الفريق سكيرميون ثلاثي الأبعاد في غاز كمي الباردة للغاية، ويتكون الجسيم ثلاثي الأبعاد من عقدة مصنوعة من حقول مكثفات بوس آينشتاين - أو تبريد الذرات إلى نقطة فوق الصفر المطلق، ووفقا للباحثين، فإن هذا التشابك الغريب قد يشارك بعض خصائص البرق الكروي.

وأكّد الدكتور ميكو موتونين، الذي قاد الأبحاث في جامعة آلتو، أنّه "من اللافت للنظر أننا يمكن أن نخلق العقدة الكهرومغناطيسية الاصطناعية، أي البرق الكمي، أساسا من خلال اثنين فقط من التيارات الكهربائية المضادة للدوران، وهكذا، قد يكون من الممكن أن البرق الكروي الطبيعي أن ينشأ في العواصف العادية"، ولخلق سكيرميون، استقطب الباحثون مدار كل ذرة صعودا على طول الحقل المغناطيسي الطبيعي المطبق، ثم يتم تغيير الحقل فجأة، وهذا يؤدي إلى تلاشي الحقل في منتصف المكثفات، الذي يعمل كنظام واحد، ثم تدور مدارات الذرات ثم تدور في اتجاه جديد، ولكن، مع إشارة المجال المغناطيسي في جميع الاتجاهات بالقرب من الصفر، تخلق المدارات عقدة من حلقات مرتبطة، كل منها يشير إلى اتجاه ثابت، في حين أنه يمكن تخفيفها أو نقلها، فإنه لا يمكن أن تكون غير مقيدة، وفقا للباحثين.

وقال البروفيسور ديفيد هول، من كلية أمهرست، إنّه  "يتم تبريد الغاز الكمي إلى درجة حرارة منخفضة جدًا حيث تشكل مكثفات بوس آينشتاين: جميع الذرات في الغاز تنتهي في حالة الطاقة الدنيا، والحالة لن تتصرف مثل الغاز العادي بعد الآن ولكن مثل ذرة عملاقة، وما يجعل هذا السكيرميون بدلا من عقدة كمية هو أنه ليس فقط المدار يدور ولكن المرحلة الكمية من المكثفات تتحرك مرارا وتكرارا"، وفقا للباحثين، البنية المعقودة التي نشأت نتيجة دوران الذرات يخلق حقل مغناطيسي اصطناعي معقود، وهذا يطابق ذلك من البرق الكروي، وأضاف موتونين "هناك حاجة لمزيد من البحث لمعرفة ما إذا كان من الممكن أيضًا خلق البرق الكروي باستخدام طريقة من هذا النوع، ويمكن أن تؤدي الدراسات الأخرى إلى إيجاد حل للحفاظ على البلازما معًا بكفاءة وكذلك تمكين مفاعلات اندماج أكثر استقرارًا مما لدينا الآن."