中科院上海光學精密機械研究所正式宣布,該所科研團隊依托羲和激光裝置,成功生成與自然球狀閃電高度吻合的類球狀發光體,相關研究成果發表于國際頂級期刊《自然·光子學》,這一突破為人類深入研究球狀閃電的形成機制、能量約束等關鍵問題提供了全新實驗依據,填補了相關領域的研究空白。
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球狀閃電是一種罕見的自然現象,通常出現在雷暴天氣中,具有發光、漂浮、持續時間短等特點,其形成機制、能量來源一直是物理學領域的未解之謎,此前全球多個科研團隊均試圖復刻球狀閃電,但均未實現與自然球狀閃電的高度吻合。
據科研團隊介紹,此次實驗采用高功率激光轟擊納米顆粒懸浮體系,成功生成了直徑超過100微米、穩定存在時間突破100納秒的類球狀發光體。通過高速攝影、光譜分析等技術檢測發現,該類球狀閃電的發光形態、溫度變化曲線、光譜特征與自然球狀閃電高度一致,其內部能量密度達到10^4 J/m3,接近自然球狀閃電的能量水平。
此次突破不僅解決了長期以來球狀閃電難以復刻的技術難題,還為強場物理、等離子體物理、能量約束等領域的研究提供了全新的實驗平臺。科研團隊表示,下一步將繼續優化實驗裝置,延長類球狀閃電的穩定存在時間,深入研究其能量傳輸機制,力爭在球狀閃電的實際應用領域取得新突破,例如在新能源、量子計算等領域的潛在應用。
業內專家評價稱,這一成果標志著中國在球狀閃電研究領域達到全球領先水平,對推動相關學科發展具有重要意義
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