中國科學家破解百年謎團球狀閃電之謎揭曉

小大

用微信掃描二維碼
分享至好友和朋友圈

關鍵詞：

2026-04-17 13:31:49 上觀新聞移動版

中國科學家破解百年謎團球狀閃電之謎揭曉。提起球狀閃電，很多人會聯(lián)想到劉慈欣的科幻小說《球狀閃電》。書中將其描繪成能吞噬生命、呈現(xiàn)量子態(tài)的神秘存在；而在現(xiàn)實世界中，球狀閃電堪稱最“科幻”的自然現(xiàn)象之一。與普通閃電不同，它能長時間穩(wěn)定存在，大小與籃球、足球相近。

由于球狀閃電出現(xiàn)隨機、難以預測，極難被精密的科學儀器直接觀測，其能量來源與形態(tài)維持機制始終是未解之謎，困擾了人類兩百多年。法拉第、特斯拉以及諾貝爾物理學獎得主卡皮查等科學家都曾嘗試給出解釋，但核心問題始終懸而未決：一團熾熱的等離子體，為何能在空氣中穩(wěn)定存在而不迅速耗散？又是什么機制將其束縛成穩(wěn)定的球形？

北京時間4月16日，中國科學院上海光學精密機械研究所團隊在《自然?光子學》發(fā)表最新研究成果，首次在實驗室條件下捕獲了尺度近毫米級、壽命達百納秒量級的球狀電磁孤子，其形狀、狀態(tài)和發(fā)光特性與自然界中的球狀閃電高度相似，為揭示球狀閃電這一百年自然之謎提供了關鍵實驗證據(jù)與物理解釋。

人們常說“瘦成一道閃電”“快如一道閃電”，描述的是普通閃電的特征：呈直線狀，轉瞬即逝。而球狀閃電并非普通閃電的“球形版本”。它的直徑通常為幾十厘米，大小與籃球、足球相近，壽命可達數(shù)秒至數(shù)分鐘，能漂浮在空中。球狀閃電只在雷雨天偶爾出現(xiàn)，發(fā)生頻次僅為普通閃電的千分之一到百分之一，普通人一生中約有3%-5%的概率親眼目睹。長久以來，科學家對此提出過各種猜想，但始終缺乏實驗證據(jù)。

在實驗室里“制造”球狀閃電有多難？據(jù)了解，過去的實驗用紅外激光只能產(chǎn)生微米級、皮秒級的微小結構，與天然球狀閃電相差甚遠。上海光機所團隊跳出傳統(tǒng)思路，放棄紅外光波，改用波長更長的太赫茲波開展實驗。研究人員利用超強飛秒激光驅動金屬絲產(chǎn)生超強太赫茲表面波，借助納米針尖將太赫茲場強放大到100億伏/米以上，同時將其注入至高速噴流氬氣中，氬氣被太赫茲強場瞬間電離成等離子體，隨后，太赫茲的電磁輻射壓推動周圍等離子體形成一層致密的等離子體殼，將部分太赫茲電磁能量束縛在其中，最終形成近毫米級、壽命達百納秒的穩(wěn)定光球。

12 全文共 2 頁下一頁

關閉

中國科學家破解百年謎團 球狀閃電之謎揭曉

相關新聞

今日熱點

頻道熱點

中國科學家破解百年謎團球狀閃電之謎揭曉