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球状闪电被“复刻”

  你见过胖成球的闪电吗?在刘慈欣的科幻小说里,它是能毁城灭地的终极武器,也是连接宏观与微观世界的桥梁;在民间传说中,它是能飘能走、还能穿墙入室的球形幽灵。这么一个“刺儿头”的真身被中国科学院上海光学精密机械研究所的研究团队“捕获”到了。相关成果发表于国际期刊《自然·光子学》。

  普通闪电都是一闪而过的亮线,球状闪电却是个慢悠悠的光球。北宋科学家沈括就在《梦溪笔谈》里记录过它的神奇:一团火球闯进官员家里,木头和纸张都没烧着,可所有金属物品全被熔化了!最神奇的是,一把装在牛皮刀鞘里的宝刀,刀身化成了铁水,刀鞘却完好无损。

  一千多年来,全球类似的目击报告从未间断。从法拉第到特斯拉,一代代物理学大师都曾试图揭开它的神秘面纱,也提出了等离子体团、化学反应产生的发光气体、微型黑洞等上百种理论假说,但都只能解释球状闪电的部分特性。

  直到1955年,苏联科学家彼得·卡皮察提出“微波-电磁孤子理论”,才让一切变得合理起来——球状闪电本质上是一个被微波能量囚禁的等离子体球。

  简单来说,闪电落地会催生高能电子,并产生强烈微波。微波会把空气变成等离子体,像一只无形的手把等离子体捏成球形牢笼,将能量牢牢锁住。当内外压力平衡,这个稳定发光的电磁孤子就是我们看到的球状闪电。

  但几十年来,该理论一直停留在猜想阶段。这一次,我国科研团队制造出了一套超级实验装置,在一个比头发丝细千倍的50纳米区域,创造出强度惊人的电场,并将这一巨大能量注入超音速气流中,形成了一个直径不到1毫米、寿命百万分之几秒的稳定光球,跟球状闪电表现出了惊人的相似性。

  虽然,实验室里的球状闪电寿命只有百万分之几秒,且需要特殊条件才能激发,跟自然界的球状闪电还有着不小的差距。不过,这已经是里程碑式的突破,为人类解开千年谜题提供了证据,并为极端电磁能的利用打开了全新大门。

  据《科普时报》 

 
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