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我科学家在实验室造出“类球状闪电”
发布时间:2026年04月17日 07:18:54  来源: 科技日报

原标题:我科学家在实验室造出“类球状闪电”

【最新发现与创新】

16日,中国科学院上海光学精密机械研究所团队宣布,在世界上首次人工制造出与自然界高度相似的“类球状闪电”,一举破解这一百年自然之谜。相关成果发表于国际期刊《自然·光子学》。

球状闪电俗称“滚地雷”,是自然界最神秘的电磁现象之一。长期以来,相关理论众多,但始终缺乏可重复、可精准验证的实验支撑。此次研究团队依托上海超强超短激光实验装置(“羲和”激光装置),成功激发并捕获了一种在形状、状态和发光特性与自然界球状闪电高度相似的球形发光体,证实球状闪电的本质为“电磁孤子”。

团队在强激光驱动太赫兹源领域长期深耕,自主搭建时空分辨诊断系统,实现电磁孤子全过程精准观测。实验室中,高速摄像机捕捉到:明亮白球被幽蓝等离子体外壳包裹,如“光之茧”般缓慢膨胀、最终耗散。该电磁孤子直径约百微米、寿命达百纳秒,光谱覆盖紫外至红外宽波段,经物理标度变换,可对应自然界直径几十厘米、持续数秒的球状闪电。

研究团队以飞秒强激光驱动微金属丝,产生太赫兹表面波并汇聚至纳米针尖,获得相对论级强度近场,为亚毫米尺度电磁孤子的产生提供了高质量的驱动源;与此同步,将超音速氩气气体喷流注入针尖近场区,在强场作用下,气体被迅速电离为等离子体。光波辐射压与等离子体热压达成精妙平衡,将太赫兹波囚禁其中,最终生成稳定的类球状闪电结构。

此次成果不仅揭开了自然奥秘,更揭示了极端电磁能量约束机制,有望为聚变能源、高能量密度物理、能量存储等前沿领域提供全新思路。(王春)

责任编辑:小云
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