量子聽(tīng)起來(lái)很高深，球狀閃電聽(tīng)起來(lái)很科幻，兩者結合會(huì )得到什么？美國和芬蘭科學(xué)家最近宣布，他們在實(shí)驗室中創(chuàng )造出一種奇特的物理結構，可能正是球狀閃電的量子版本。

　　球狀閃電在都市傳說(shuō)和文學(xué)作品里十分常見(jiàn)，但可靠的科學(xué)觀(guān)測很少，其本質(zhì)尚無(wú)定論。有科學(xué)家認為，球狀閃電是一團等離子體，其磁場(chǎng)就像許多套在一起的封閉圓環(huán)組成的“結”，結構比較穩定，所以球狀閃電能維持幾秒甚至幾分鐘，壽命比普通閃電長(cháng)得多。

　　美國阿默斯特學(xué)院、芬蘭阿爾托大學(xué)等機構研究人員在新一期美國《科學(xué)進(jìn)展》雜志上發(fā)表論文說(shuō)，他們創(chuàng )造出的量子力學(xué)新結構與上述理論中的電磁場(chǎng)結非常相似。該成果可能有助于在核聚變反應堆中使等離子體球維持穩定，促進(jìn)受控核聚變研究。

　　新結構是一種斯格明子，后者是一類(lèi)相對穩定、性質(zhì)類(lèi)似粒子的物理結構，幾十年前就有理論預言其存在，但近年來(lái)才在實(shí)驗中觀(guān)察到。此前發(fā)現的磁性斯格明子都是二維的，這項研究是首次創(chuàng )造出三維的斯格明子。

　　實(shí)驗中，研究人員把銣原子冷卻到極低溫度，轉變成玻色－愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)，該狀態(tài)下的原子失去了個(gè)性，所有原子擁有相同的量子態(tài)，行動(dòng)整齊劃一。用經(jīng)過(guò)特殊設計的電磁場(chǎng)影響這些原子，可使它們的一種量子屬性——自旋發(fā)生變化，組成三維斯格明子。自旋使原子的行為類(lèi)似于微小磁鐵，因此斯格明子能夠模擬出球狀閃電模型里的電磁場(chǎng)結。