用塑料块制作迷你闪电

闪电的形成及其触发条件长期以来一直笼罩在神秘的云雾中,但宾夕法尼亚州立大学科学家领导的新研究正在揭开迷雾。通过数学计算,研究人员发现类似闪电的放电不需要风暴云——它可以在实验室工作台上的日常材料中产生。

来源:宾夕法尼亚州立大学

宾夕法尼亚州大学公园——闪电的形成及其触发条件长期以来一直笼罩在神秘的云雾中,但宾夕法尼亚州立大学科学家领导的新研究正在揭开迷雾。通过数学计算,研究人员发现类似闪电的放电不需要风暴云——它可以在实验室工作台上的日常材料中产生。

“我们应用了与闪电研究相同的模型,但将规模缩小到比一副纸牌略大,”宾夕法尼亚州立大学电气工程教授、《物理评论快报》杂志上描述这一发现的论文的主要作者维克多·帕斯科 (Victor Pasko) 说。 “我们计算出,当提供高功率电子源时,玻璃、丙烯酸和石英等日常绝缘材料可能会引发闪电。”

该团队使用详细的数值模拟来表明,在实验室可实现的条件下,类似闪电的辐射爆发可以在小固体块内形成。研究人员表示,如果通过实验得到证实,这项工作可能会对医生办公室和安全检查站中更紧凑、更安全的 X 射线源产生影响。然而,主要的好处是能够在实验室工作台上研究强大的自然现象。

这个过程被称为光电反馈放电,它为在受控条件下研究闪电物理学开辟了新的途径,以研究闪电是如何触发和传播的,帕斯科解释道。如果通过实验得到证实,这一发现将大大缩小自然界最极端的电现象之一发生的规模。

“我们感到惊讶,因为我们能够在比空气密度一千倍的材料中模拟相同的现象,并且撞击速度比雷雨云快一千倍 - 十亿分之一秒,”帕斯科说。

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