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科学家最终解释了导致雷击的大气事件
由 Victor Pasko 领导的研究人员揭示了雷雨云中的强电场如何通过电子雪崩和 X 射线的产生引发闪电。
来源:Scientific Inquirer尽管科学家们早已了解闪电如何击中，但在雷雨云中触发闪电的精确大气事件仍然是一个令人费解的谜团。宾夕法尼亚州立大学电气工程与计算机科学学院电气工程教授 Victor Pasko 领导的研究小组揭示了引发闪电的强大连锁反应，这个谜团可能会被解开。
在今天（7 月 28 日）《地球物理研究杂志》上发表的研究中，作者描述了他们如何确定雷雨云中的强电场会加速电子撞击氮和氧等分子，产生 X 射线并引发大量额外的电子和高能光子——这是闪电诞生的完美风暴。
“我们的发现为闪电在自然界中的起源提供了第一个精确的定量解释，”帕斯科说。 “它将 X 射线、电场和电子雪崩物理学之间的点联系起来。”
研究小组使用数学模型来确认和解释对地球大气中光电现象的现场观测——当从外层空间进入大气层的宇宙射线播种的相对论能量电子在雷暴电场中倍增并发射短暂的高能光子爆发时。这种现象被称为地面伽马射线闪光，由不可见的、自然发生的 X 射线爆发和伴随的无线电发射组成。
“通过使用我们的模型模拟条件，复制现场观察到的条件，我们为雷雨云中存在的 X 射线和无线电发射提供了完整的解释，”帕斯科说。 “我们演示了电子如何在雷雨云中的强电场加速下，与氮气和氧气等空气分子碰撞时产生 X 射线，并产生电子雪崩，从而产生引发闪电的高能光子。”