科学家创造出“量子球状闪电”

新华社北京3月5日电量子听起来深奥，球状闪电听起来科幻。两者的结合会带来什么好处？美国和芬兰的科学家最近宣布，他们在实验室创造了一种奇怪的物理结构，这可能是球状闪电的量子版本。

球状闪电在城市传说和文学作品中很常见，但很少有可靠的科学观察，其本质仍不确定。一些科学家认为球状闪电是一团等离子体。它的磁场就像一个由许多闭合环组成的“结”，而且它的结构相对稳定。因此，球状闪电可以持续几秒钟甚至几分钟，而且它的寿命比普通闪电要长得多。

美国阿姆赫斯特学院、芬兰阿尔托大学和其他机构的研究人员在最新一期《美国科学进步杂志》上发表的一篇论文中称，他们创造的量子力学新结构与上述理论中的电磁场结非常相似。这项成就可能有助于保持核聚变反应堆中等离子体球的稳定，并促进受控核聚变研究。

这种新结构是一种施拉姆结构，是一种相对稳定的物理结构，性质类似于粒子。几十年前，理论就预言了它的存在，但直到最近几年才在实验中观察到。以前发现的磁性乙状窦都是二维的，这项研究是第一次创建三维乙状窦。

在实验中，研究人员将铷原子冷却到非常低的温度，并将其转化为玻色-爱因斯坦凝聚，在这种凝聚中，原子失去了它们的个性，所有原子都具有相同的量子态，并且以一致的方式起作用。通过使用特别设计的电磁场来影响这些原子，它们的量子属性之一，自旋，可以被改变成三维的施罗德。自旋使原子表现得像极小的磁铁，所以施拉姆可以模拟球形闪电模型中的电磁场结。