Kan topologi forklare kuglelyn?
Kuglelyn, der typisk har en diameter på 20-30 cm og en levetid på 10 sekunder eller længere, før de forsvinder eller eksploderer, savner en god og bredt accepteret videnskabelig forklaring.
Læs også: Kuglelyn giver forskerne grå hår i hovedet
Allerede for 20 år siden beskrev tre spanske forskere en topologisk model, hvor stabiliteten af kuglelyn forklares med en kobling mellem luftkuglen og en magnetisk knude i form af forbundne magnetiske feltlinjer.
Læs også: Topologien er trådt i fysikkens tjeneste
Den magnetiske knude kan ikke løses op ved kontinuerte deformationer og siges at være topologisk beskyttet, og det skulle derfor give kuglelyn deres stabilitet.
En sådan magnetisk knude har samme egenskaber som en form for partikler, der kaldes skyrmioner opkaldt efter den britiske fysiker Tony Skyrme, der i 1962 præsenterede en teori for protoner og neutroner baseret på topologiske egenskaber.
Skyrmes teori blev dog få år efter udkonkurreret af kvarkmodellen og gik herefter i glemmebogen i mange år.
Skyrmioner og kuglelyn
Inden for de senere år har Skyrmes tanker dog fået en ny form for interesse, da små grupper af atomer på overflader kan danne en kvasipartikel (skyrmion) i form af en stabil magnetisk hvirvel, som principielt kan være af interesse for at øge lagringstætheden på magnetiske harddiske.
Læs også: Skyrmioner kan give 20 gange flere data på harddisken
På harddiske vil der i givet fald være tale om todimensionelle skyrmioner, men for nylig er det lykkedes en finsk-amerikansk forskergruppe at skabe de første tredimensionelle skyrmioner i form af en topologisk excitation i gas af rubiumatomer afkølet til få milliardtedele grader over det absolutte nulpunkt. Forskningsprojektet er beskrevet i en artikel i Science Advances.
Forsøgene har vist sig at være helt i overensstemmelse med en 40 år gammel teori, som aldrig tidligere har været eksperimentelt eftervist.
Hermed har forskerne også taget et skridt til at kunne teste modeller for kuglelyn, som ellers notorisk er ganske svære at udføre i laboratorier.
»Det er bemærkelsesværdigt, at vi kan skabe en elektromagnetisk knude eller en slags kvante-kuglelyn med kun to elektriske strømme, der cirkulerer i hver sin retning. Det indikerer, at naturlige kuglelyn kan opstå i forbindelse med et normalt lynnedslag,« lyder det fra Mikko Möttönen fra Aalto Universitetet i Finland, der har ledet den teoretiske analyse.
