【我国科学家造出“球状闪电”】
球状闪电俗称“滚地雷”,是自然界最神秘的电磁现象之一。长期以来,相关理论众多,但始终缺乏可重复、可精准验证的实验支撑。4月16日,中国科学院上海光学精密机械研究所为首的研究团队成功激发、捕获球形发光体,并证实其本质为电磁孤子。这是世界上首次人工制造出与自然界高度相似的“类球状闪电”,一举破解了这一百年自然之谜。相关研究发表于《自然・光子学》。
研究团队依托上海超强超短激光实验装置(“羲和”激光装置),以飞秒强激光驱动微金属丝,产生太赫兹表面波并汇聚至纳米针尖,获得相对论级强度近场;同步注入超音速氩气喷流,在强场下电离形成等离子体。光波辐射压与等离子体热压达成精妙平衡,可以将太赫兹波囚禁其中。高速摄像机捕捉到:明亮白球被幽蓝等离子体外壳包裹,如“光之茧”般缓慢膨胀、最终耗散。该电磁孤子直径约百微米、寿命达百纳秒,光谱覆盖紫外至红外宽波段,经物理标度变换,可对应自然界直径几十厘米、持续数秒的球状闪电。此次成果不仅揭开了自然奥秘,更揭示了极端电磁能量约束机制,有望为聚变能源、高能量密度物理、能量存储等前沿领域提供全新思路。
德国马克斯·普朗克研究所为首的研究团队曾在实验室产生了类似球状闪电的效应。图片来源:wikimedia commons/CC BY-SA 3.0
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