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球状闪电微波理论的推论得到验证

编辑:phyqianyg 时间:2017年03月09日 访问次数:971

   去年, 浙江大学聚变理论与模拟中心和物理系的武慧春教授提出了一个球状闪电的相对论微波理论[1]. 该工作受邀参加了法国举行的第一届闪电雷暴国际会议. 报告得到了闪电物理学家的高度评价和支持,会议主持人说道:“This is the first complete explanation of ball lightning.”美国球闪研究者斯蒂芬教授书面评价道:“The relativistic microwave theory of ball lightning recently proposed by Wu accounts for many of the leading characteristics of ball lightning, which most previous theories have failed to do.”报告图片被会议主页Highlight,并受邀加入2017年法国第二届闪电会议的组委会.近日, 受邀在2017年第一届亚太等离子体物理会议上做大会报告(PlenaryTalk).
 
该论文是所发期刊的MostRead之一,迄今浏览量超16000.被英国,美国,西班牙,日本等国外媒体报道,20个国家110 Twitter用户关注.全球关注度Altmetric指数近100,处在所有刊物同期论文在该指数得分的前3%.美国新科学杂志Nautilus做了一个长篇封面学术报道[2],写到:“Even today, we don’t have a crystal-clear understanding of how they (球闪) form and do what they do... Chinese scientist H.-C. Wu offered a compelling (令人信服) new explanation.”由于该工作的高显示度, 荣获知社组织的“2016中国十大新锐科技人物评选的突出贡献奖.2017年初,NatureAsiaSci. Rep.2016全年所发论文(>20000)中选出Highlight5篇物理论文之一.
 
   上述工作认为球闪是闪电导致的极端微波辐射事件. 假设该理论真正成立, 考虑到无处不在的无线电探测, 一个推论就是有人很可能已经探测到了与球闪同源的微波或无线电波.那么, 与球闪同源的无线电波现实中真的存在吗?
 
1993年开始, 美国印度的三颗卫星发现并研究一种强无线电信号, 它们与闪电活动存在必然联系,在地球自然环境中是最强的.有趣的是, 这些信号总由两个清晰可辨的脉冲构成.近期, 武慧春教授利用球闪同源机理解释了无线电双脉冲的各种特征[3],发表在地球物理权威刊物Geophysics Research Letters.类似于球闪触发机制, 闪电在靠近地面最后阶段产生的相对论电子打击地面产生了强电磁辐射.闪电下行是分步的, 最接近地面的两步闪电产生的电子就产生了两个无线电脉冲. 那么, 双脉冲间隔就应该简单等于闪电步间延时,确实如此: 卫星数据显示前者为7-110ms,地面观测得到后者是5-100ms.无线电双脉冲的强度, 偏振, 相干性, 和双模性等特征也首次得到了成功解释.
 
   综上所述, 该工作解释了20多年来3颗卫星的无线电观测数据, 证实了地面闪电高能电子确实可以打击地面并产生强电磁辐射; 这为球闪微波理论[1]提供了一个强有力的实际依据.
 
上述工作得到青年千人计划的支持.
 
 
(科普文章:《探秘宙斯之杖球状闪电之谜》,《揭开地球最强无线电波之谜》)