近日,我國科學(xué)家在世界首次造出類似自然界球狀閃電的電磁孤子,成功破解了這樁百年科學(xué)懸案,為可控核聚變、電磁能量存儲等帶來新啟示。

球狀閃電是科幻小說的?汀T趧⒋刃赖摹度w》里,它是設(shè)想用來對抗三體人的秘密武器;而在他的另一部同名小說《球狀閃電》中,它更是被想象成“宏電子”——制作成威力遠(yuǎn)超原子彈的恐怖武器。

那么,真實的球狀閃電到底是什么?它真有這么厲害嗎?近日,中國科學(xué)院上海光機(jī)所科研團(tuán)隊終于破解了這樁百年科學(xué)懸案——他們不僅揭示了球狀閃電背后的物理機(jī)制,還在實驗室里面成功激發(fā)并捕獲了與它高度相似的電磁孤子。全釋硬科技,我們來一探究竟。

什么是電磁孤子?它就像游戲和動畫里的“氣功波”,是一團(tuán)高度集中的能量球,被一個無形的等離子體“籠子”關(guān)在里面,既不散開,也不消失,還能自己維持一段時間。

這個神奇的“氣功波”又是怎么造出來的呢?科學(xué)家用超強激光照射一根納米金屬針的尖端,激發(fā)出極端強大的太赫茲波段的電磁場。這個電磁場瞬間把周圍的氣體電離成等離子體,超強電磁場將等離子體的電子和離子拼命向外炸開,推出一個球形的空腔,而球殼表面的高密度等離子體又向內(nèi)擠壓,就像兩只無形的手互相推著,隨著球體膨脹到某個階段兩者剛好達(dá)成平衡,把太赫茲波囚禁在一個球形的空間里,一個近毫米級大小、球殼燃燒發(fā)光、球形中空、能存在百萬分之一秒的電磁孤子就這樣誕生了。別看它時間短、尺度小,但它的行為特征與自然界神秘莫測的球狀閃電高度相似——科學(xué)家們由此實驗證實了理論學(xué)者預(yù)言的球狀閃電的本質(zhì)就是電磁孤子。

一個能懸浮在空中、自己發(fā)光、還不“散架”的等離子體球——聽起來是不是很像可控核聚變?“人造太陽”最難的就是將上億度的等離子體關(guān)在籠子里,F(xiàn)在靠的是電流線圈產(chǎn)生的超強磁場,而等離子體如果能學(xué)會球狀閃電這種“自約束”的本領(lǐng),就將給聚變帶來新的啟示。

球狀閃電的謎底雖然揭開了,但它帶來的啟示才剛剛開始。除了為“人造太陽”提供“自約束”的新思路,這種電磁孤子還可能為電磁能量存儲、大氣地球物理等很多前沿領(lǐng)域帶來啟發(fā)。一個困擾人類百年的“幽靈”,一旦被科學(xué)抓住,就有可能變成照亮未來的光束。

(總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉 韓星 胡啟晨)

編輯:顧涵
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