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科学家在解决令人毛骨悚然的静电之谜方面取得重大突破
这些发现可以帮助解释火山闪电等现象背后的物理原理
来源:《航空与航天杂志》科学家在解决令人毛骨悚然的静电之谜方面取得重大突破
这些发现可以帮助解释火山闪电等现象背后的物理原理
静电看似简单。学生们经常了解到，用气球摩擦头发会导致带负电的电子从气球线上跳到橡胶上。由于不同的材料现在带有相反的电荷，其中头发带正电荷，因此这两种物质现在相互吸引。
但静电的许多元素对科学家来说仍然是个谜。一个令人费解的细节是，两个相同材料的物体也可以交换电荷，这在理论上是不可能的。这就是火山灰碎片相互摩擦并在火山上方引发闪电的原因，也是沙尘暴如何在火星上引发类似闪电的原因。
现在，新的研究正在揭示这个长期存在的难题。根据 3 月 18 日发表在《自然》杂志上的一项研究，空气中携带碳的分子的表面污染在这一现象中发挥着重要作用。
这一发现解决了“该领域的一个更大的问题，一个持续了数十年的科学谜团”，埃默里大学的软物质物理学家贾斯汀·伯顿（Justin Burton）对《科学》杂志的雷切尔·伯科维茨（Rachel Berkowitz）说，他没有参与这项工作。
研究人员检查了二氧化硅玻璃，它是宇宙中最丰富的固体材料之一。但为了研究静电，他们在实验过程中不能用手或任何其他工具接触他们选择的材料，因为接触会转移电子。
因此，该团队建造了一种装置，利用声波将玻璃珠悬浮在同样由二氧化硅制成的板上。关闭声音会导致球体掉落并从板上弹开，研究人员可以测量每次接触之前和之后的电荷转移。