p Cientistas do Amherst College e da Aalto University criaram, pela primeira vez, um skyrmion tridimensional em um gás quântico. O skyrmion foi previsto teoricamente há mais de 40 anos, mas só agora ele foi observado experimentalmente. p Em um gás quântico extremamente esparso e frio, os físicos criaram nós feitos de momentos magnéticos, ou gira, dos átomos constituintes. Os nós exibem muitas das características dos raios de bola, que alguns cientistas acreditam consistir em fluxos emaranhados de correntes elétricas. A persistência de tais nós pode ser a razão pela qual os relâmpagos, uma bola de plasma, vive por um tempo surpreendentemente longo em comparação com a queda de um raio. Os novos resultados podem inspirar novas maneiras de manter o plasma intacto em uma bola estável em reatores de fusão.

p 'É notável que pudéssemos criar o nó eletromagnético sintético, isso é, relâmpago de bola quântica, essencialmente com apenas duas correntes elétricas em contra-circulação. Assim, pode ser possível que uma bola de luz natural surja em um relâmpago normal, 'diz o Dr. Mikko Möttönen, líder do esforço teórico na Aalto University.

p Möttönen também se lembra de ter testemunhado uma bola de relâmpago brilhando brevemente na casa de seus avós. Observações de relâmpagos esféricos foram relatadas ao longo da história, mas a evidência física é rara.

p A dinâmica do gás quântico corresponde à de uma partícula carregada respondendo aos campos eletromagnéticos de uma bola de relâmpago.

p “O gás quântico é resfriado a uma temperatura muito baixa, onde forma um condensado de Bose-Einstein:todos os átomos do gás acabam no estado de energia mínima. O estado não se comporta mais como um gás comum, mas como um único átomo gigante, 'explica o professor David Hall, líder do esforço experimental no Amherst College.

p O skyrmion é criado primeiro pela polarização do spin de cada átomo para apontar para cima ao longo de um campo magnético natural aplicado. Então, o campo aplicado é repentinamente alterado de tal forma que um ponto onde o campo desaparece aparece no meio do condensado. Consequentemente, os spins dos átomos começam a girar na nova direção do campo aplicado em seus respectivos locais. Uma vez que o campo magnético aponta em todas as direções possíveis perto do campo zero, os giros dão um nó.

p A estrutura nodosa do skyrmion consiste em laços vinculados, em cada um dos quais todos os spins apontam para uma certa direção fixa. O nó pode ser afrouxado ou movido, mas não desamarrado.

p 'O que torna isso um skyrmion em vez de um nó quântico é que não apenas o spin gira, mas a fase quântica dos ventos condensados ​​repetidamente, 'diz Hall.

p Se a direção do giro está mudando no espaço, a velocidade do condensado responde exatamente como aconteceria com uma partícula carregada em um campo magnético. A estrutura de spin com nós, portanto, dá origem a um campo magnético artificial com nós que corresponde exatamente ao campo magnético de um modelo de bola de relâmpago.

p 'Mais pesquisas são necessárias para saber se também é ou não possível criar um relâmpago de bola real com um método desse tipo. Estudos adicionais podem levar a encontrar uma solução para manter o plasma unido de forma eficiente e permitir reatores de fusão mais estáveis ​​do que temos agora, 'Möttönen explica.