«Тяжелые солитоны» — загадочный феномен, обнаруженный исследователями из MIT в 2013 году — вполне поддаются объяснению.
Минус одна загадка: «солитоны» оказались вихрями

Когда ученые обнаружили в ультрахолодном Ферми-газе необычные долгоживущие волны, которые путешествовали гораздо медленнее, чем можно было бы ожидать, они назвали это явление «тяжелыми солитонами». Особенность частицеподобных волн — солитонов — в том, что они не меняют своей формы даже при взаимодействии с себе подобными, а продолжают распростанятся, как ни в чем ни бывало. Поведение «тяжелых солитонов», по мнению исследователей, трудно было объяснить с точки зрения существующих теорий.

Однако другая группа ученых, выполнив один из наиболее масштабных расчетов за всю историю суперкомпьютеров, показала, что обнаруженный феномен лишь походит на солитоны, отличаясь от них по своей природе. Скорее всего, это вихревые кольца — квантовый аналог колец дыма.

«Интерпретация экспериментальных данных не согласовывалась с теоретическими предсказаниями, — говорит физик Аурел Булгак. — И мы должны были выяснить, что происходит на самом деле. Решение не было очевидным, пришлось провести расследование».

Принципы, не позволяющие распасться тороидальным вихрям — примерно те же, что дают стабильность торнадо и ядерным грибам. Вихревыми кольцами балуются не только курильщики и любители занимательной физики, но и дельфины:

Использовав возможности суперкомпьютера Titan, ученые показали, что «тяжелые солитоны» прекрасно укладываются в рамки модели вихревых колец. Подобные расчеты, возможно, позволят в будущем исследовать ядерную динамику без ядерных испытаний или с помощью моделирования «заглянуть» внутрь нейтронных звезд, глитчи которых вполне можно объяснить с точки зрения вихревых процессов.

По пресс-релизу University of Washington