İLK KEZ BİR KUANTUM GAZI İÇİNDE ÜÇ BOYUTLU BİR SKYRİMİON OLUŞTURULDU (IŞIK TOPU)

üç boyutlu bir skyrimion

     Amherst College ve Aalto Üniversitesi'nden bilim insanları, ilk kez bir kuantum gazı içinde üç boyutlu bir skyrimion oluşturdu. Skyrmion, teorik olarak 40 yıl önce öngörülmüştü ancak sadece şimdi deneysel olarak gözlemlendi.

     (Parçacık teorisinde, skyrimion belirli bir lineer olmayan sigma model sınıfının topolojik olarak stabil bir alan konfigürasyonudur. İlk olarak 1962 yılında Tony Skyrme tarafından çekirdek modeline dönüştürülmüştür. Pion alanında topolojik bir soliton olarak makul bir doğruluk ile birden çok modeli modelleme kabiliyetine sahiptir nükleon yarıçapını sabitleyerek, nükleonun düşük enerjili özelliklerini tanımlar. O zamandan beri, katı hal fiziğinde uygulama bulmuş olduğu gibi, sicim teorisinin belirli alanlarına da bağlanıyordu.)

     Son derece seyrek ve soğuk bir kuantum gazı içinde, fizikçiler atomların bileşenlerinin (proton, elektron, nötron) manyetik momentlerinden veya döndürmelerden oluşan düğümler oluşturdular. Bu düğümler doğada görülen ışık topu (ball lighting / Işık Topu: açıklanamayan atmosferik elektriksel bir olgudur. Nesne, bezelye büyüklüğünden birkaç metreye kadar değişen çaplı, küre şeklindeki nesnelerin raporlarını ifade eder. Genellikle gök gürültülü fırtınalarla ilişkilidir, ancak bir yıldırımın oluşup bitinceye kadar ki süreden çok daha uzun sürer. Birçok erken rapor, topun bazen ölümcül sonuçlarla patladığını söylüyor.) özelliklerinin birçoğunu sergilemektedir. Yeni sonuçlar, füzyon reaktörlerinde dengeli bir topda plazmayı sağlam tutmanın yeni yollarına ilham verebilir.

     Aalto Üniversitesi'ndeki çalışmanın lideri Dr. Mikko Möttönen, “Sentetik elektromanyetik düğümü, yani kuantum ışık topunu, esas olarak sadece iki karşı devri daimli elektrik akımıyla oluşturabileceğimiz dikkat çekicidir. Bu nedenle, normal bir yıldırım çarpması durumunda doğal bir ışık topuna neden olabilir” dedi. Möttönen ayrıca, dedesinin evinde kısaca göz kamaştıran bir ışık topu şaşkınlığına tanıklık ettiğini de hatırlattı. Tarih boyunca ışık topu gözlemlenmiştir, ancak fiziksel kanıtlar nadirdir.

     Kuantum gazı dinamiği, bir ışık topunun elektromanyetik alanlarına tepki gösteren yüklü parçacıkların dinamikleri ile eşleşir. Amherst College'daki deneysel çabanın lideri Profesör David Hall, “Kuantum gazı, bir Bose-Einstein kondensatı oluşturduğu çok düşük bir sıcaklığa soğutulur: gazdaki tüm atomlar asgari enerji durumunda olurlar. Ortamın hali artık sıradan bir gaz gibi davranmaz "dedi.

     Skyrmion, her atomun spinini uygulanan bir doğal manyetik alan boyunca yukarıya doğru kutuplaştırmak suretiyle oluşturulur. Ardından, uygulanan alan, alanın yok olduğu bir noktanın yoğunlaşmanın ortasında görüneceği şekilde aniden değiştirilir. Sonuç olarak, atomların dönüşleri, uygulanan alanın yeni yönde kendi bölgelerinde dönmeye başlar. Manyetik alan, sıfıra yakın tüm olası yönde işaret ettiği için, dönüşler bir düğüm haline dönüşür.

     Skyrmion'un düğümlü yapısı, her bir spinin belirli bir sabit yönde işaret ettiği bağlantılı halkalardan oluşur. Düğüm gevşetilir veya taşınabilir, ancak çözülmez.

     Profesör David Hall, “Bunu kuantum düğümünden ziyade bir skyrimyon’u yapan şey, spinin dönmesi değil, kondens rüzgarlarının kuantum fazı da sürekli tekrarlanır” dedi.

     Spin yönü uzayda değişiyorsa, yoğunlaşmanın hızı, manyetik alanda yüklü bir parçacıkta olduğu gibi tepki verir. Düğümlü eğirme yapısı, bu nedenle, bir ışık topu modelinde, manyetik alanla tam olarak eşleşen düğümlü bir suni manyetik alana neden olur.

     Dr. Mikko Möttönen, “Bu tür bir yöntemle gerçek bir top yıldırımının oluşturulmasının da mümkün olup olmadığını bilmek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır. Daha ileri çalışmalar, plazmayı verimli bir şekilde bir arada tutmak ve daha istikrarlı füzyon reaktörlerini şu an sahip olduğumuzdan daha verimli hale getirmek için bir çözüm bulmaya yol açabilir” dedi.

üç boyutlu bir skyrimion

     

     

Çeviri:Celal DEMİRTAŞ

Kaynak: Aalto Universty

Yayınlama tarihi: 13.12.2017