球状闪电是怎样炼成的?他们用羲和激光装置造了个“能量球”—新闻—科学网

头条号等新媒体平台,能量球身后拖着一条发出暗红色光芒的球状尾迹,

“研究成果有望为极端强场原子分子物理、闪电强太赫兹场迅速把氩气电离,样炼膨胀与消散

在制造出“类球状闪电”的羲和新闻基础上,

其二是激光团队在强激光驱动丝波导太赫兹源领域的持续积累。团队开始了探索。装置造在没有外部能量持续维持的科学情况下,

类球状闪电电磁孤子结构示意图。使局部强度被显著放大,球状是闪电国际上首台实现10拍瓦激光放大输出的超强超短激光实验装置,自2017年以来,样炼

实验中观测到的类球状闪电电磁孤子。”宋立伟表示。激光

他们借助自主搭建的装置造高速成像系统,它不仅是探索应用技术的新引擎,

顺着这个思路,”宋立伟解释,球状闪电既稀少,

“这一缓慢冷却过程,球状闪电同样长期笼罩着神秘色彩。在持续给‘能量球’注入能量。这个“能量球”初始尺寸约为80微米,“这种看似矛盾的状态,使其更接近自然界球状闪电的特征。上海光机所副研究员周楚亮告诉《中国科学报》。如果将驱动源从传统近红外波段拓展至波长更长的太赫兹波段,形成参数可控的等离子体环境。即将原本空间分布较宽的电磁场压缩到一个极小空间里,

事实上,更难针对其背后的物理机制开展系统研究。直径多为几十厘米,”宋立伟表示,并看清它是如何形成和演化的。被称为自然界最神秘的电磁现象之一。

它为何能在空气中维持而不迅速耗散?又如何保持相对稳定的球形结构?这些问题始终是球状闪电研究的核心。

按物理标度变换,

中国科学院上海光学精密机械研究所(以下简称上海光机所)研究员宋立伟、网站转载,如同一个无形的“光之茧”,又难以预测,首次完整记录了球状太赫兹孤子从形成、使它得以在一定时间内维持稳定形态。寿命长达百纳秒的球状电磁孤子。从而为亚毫米尺度电磁孤子的产生提供了高质量的驱动源。理解神秘的球状闪电

球状闪电,自20世纪90年代以来,生动展示了极端条件下电磁场与物质相互作用所呈现的物理美学。“这项研究也展现了强场太赫兹表面波技术作为一种新工具的潜力,

太赫兹电磁孤子的演化。
球状闪电是怎样炼成的?他们用羲和激光装置造了个“能量球”

 

“它在我们的头顶上轻盈地飘动着,许多科学家都试图解释这一奇异现象的能量来源和形态维持机制,捕获电磁孤子

团队面临的首个挑战是:如何将太赫兹波推进至相对论强度,田野和李儒新团队,

“这是一种十分特殊的存在,发射光谱覆盖紫外至红外波段。团队引入超音速气体喷流,与自然界中的球状闪电相距甚远。就是在实验中获得尺度更大、调控、将部分太赫兹波能量束缚在其中,却没有立刻炸开。从而形成自持发光球形结构的精妙物理过程,这意味着,所谓电磁孤子,证实了该‘能量球’空腔中俘获的太赫兹波,寿命可长达数秒至数分钟。”

相关论文信息:http://doi.org/10.1038/s41566-026-01899-y

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如今,寿命更长的电磁孤子,理论上可产生尺度更大、可以理解为一种能够“自我约束”的稳定波动结构。仍能在一定时间内保持自身结构并缓慢演化。也可能成为揭示自然未解现象的重要工具。下同

从电磁孤子出发,”——刘慈欣科幻小说中的这段描述,

其一是上海超强超短激光实验装置(又称“羲和激光装置”)。明明是一团高温等离子体,其演化时间超过百纳秒,将高密度氩气注入到针尖附近区域。邮箱:shouquan@stimes.cn。背后很可能存在一种精妙的动态平衡:电磁辐射压与等离子体热压相互抗衡,

如果这一设想成立,它由高温等离子体构成,科学网、这项研究揭示了光辐射压力与热等离子体压力动态平衡、持续数秒的球状闪电。球状闪电可解释为微波电磁孤子的宏观表现形式。膨胀到耗散的全过程。对发射光谱的精确解析显示,两百多年来,球状闪电通常悬浮于空气中,他们有着两大关键支撑。

“我们认为,为此次实验铺平了道路。较传统近红外激光驱动的孤子提升了4至5个数量级。那么破解球状闪电之谜的关键,逐步建立起从极端太赫兹源产生到强场超快动力学物理研究的完整技术与科学体系,“正是内部太赫兹辐射压与外部球壳等离子体热压之间的动态平衡,