相信很多朋友都看过刘慈欣写的《球状闪电》,里面那个飘忽不定、神出鬼没的光球,给不少人留下很深的印象。过去大家大多以为,球状闪电只是传说,或者仅仅是少数人偶然目击的奇异现象。
它和普通闪电完全不一样。我们平时看到的闪电,是一道转瞬即逝的亮光,一闪就没。球状闪电却是圆圆的发光球体,可以在空中慢慢飘移,有的甚至能穿过墙壁,持续好几秒才消失。几百年来,世界各地不断有人目击,可它出现毫无规律,停留时间太短,根本没法定点观测,也就一直没办法搞懂它到底是怎么形成的。
上百年来,全球科学家提出了一大堆猜想。有人说它是等离子体团,有人认为是蒸发的硅颗粒,各种理论吵来吵去,始终没有办法做实验验证,球状闪电也因此变成物理学界著名的百年未解之谜。
而最近,咱们中科院上海光机所的科研团队,靠着国产羲和超强超短激光装置,完成了一次里程碑式的实验:在实验室里面,全球首次激发并且稳定捕获类球状闪电,复刻出来的发光球体,和自然界真实球状闪电的各项特征高度吻合。
这次研究,直接证实球状闪电本质属于电磁孤子。大白话解释一下,电磁孤子就是一种能够自我约束、稳定存在的电磁结构。普通闪电的能量会瞬间四散消散,而这种特殊电磁结构,可以把能量束缚在球体里面,缓慢释放,这就解释了它为什么能悬浮、能长时间发光。
这项成果,已经发表在国际顶级期刊《自然·光子学》,得到国际同行认可。很多人会问,搞懂球状闪电,难道就只是满足好奇心吗?当然不是。
支撑这项实验的超强激光技术,本身就是大国重器。而电磁孤子相关物理机制,未来可以给可控核聚变研究、电磁能量存储、航空航天电磁防护、新型光电材料这些前沿领域,打开全新思路。航空飞行器在雷暴环境里会遭遇复杂电磁干扰,这项研究,也能帮助我们更好设计防护方案。
当然咱们客观地说,这次是在实验室条件下复刻类球状闪电,和大自然环境里自然生成的球状闪电,还会存在一定差别,后续还有大量细节需要持续研究。但不可否认,这一步,直接结束了持续百年的理论纷争,从单纯目击记录,升级到可控制、可观测的实验研究。
很多自然奥秘,过去只能远远观察。现在靠着国内科研设备和科研人员持续攻关,我们可以在实验室重现这些神奇现象,一点点揭开大自然藏起来的秘密。
你以前有没有听过球状闪电的传闻?你觉得未来这项技术,还能用到哪些地方?欢迎评论区一起聊聊。
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