量子物理学揭开地球天气波动的奥秘

发布时间：2023-08-01 16:44:46 所属栏目：外闻来源：

导读：通过将地球视为一种拓扑绝缘体——一种量子物质状态——物理学家们为行星大气和海洋的运动提供了强有力的解释。

尽管我们赖以生存的星球的大气和地表的海洋在历史的暴风雨的不停吹拂下变化万

通过将地球视为一种拓扑绝缘体——一种量子物质状态——物理学家们为行星大气和海洋的运动提供了强有力的解释。

尽管我们赖以生存的星球的大气和地表的海洋在历史的暴风雨的不停吹拂下变化万千激荡不定，但某些特征却更加呈现出规律。在赤道上，长达数千公里的波浪在混乱中持续存在。

在海洋和大气中，这些巨大的波浪被称为开尔文波，总是向东行进。它们推动了像厄尔尼诺这样的振荡性天气模式，即每隔几年重现的海洋温度周期性升高。

2017年，三位物理学家对这个问题提出了不同类型的思考。他们首先将我们的星球想象成一个量子系统，最终在气象学和量子物理学之间建立了一种意想不到的联系。事实证明，地球的旋转以一种类似于磁场如何扭曲通过被称为拓扑绝缘体的量子材料的电子路径的方式来转向流体的流动。如果你将地球联想成一个硕大的拓扑超导体，你就可解释赤道开尔文波的起源。

但尽管这个理论是行之有效的，它仍然只是理论而已。没有人进行了直接的观测验证。现在，在一份最近发表的新的预印本论文中，一组物理学家描述了扭曲大气波的直接测量——这正是支持拓扑理论所需的确凿证据。该项工作已经帮助科学家使用拓扑的语言表述其他系统，并可能为社会上的波浪和天气系统带来新的洞察。

来自英国埃克塞特大学的著名的应用数学家杰弗里·瓦利斯教授评价这项最近的研究成果以及表示不屑一顾的说，这一最新结果是一个重大进展，将为人们对地球流体系统提供“基础性的理解”。

（编辑：汽车网）

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