<p>指南者留学全国统一咨询热线：<a href="tel:4001831832" style="color:#1677ff; text-decoration:none;">400-183-1832</a>，全国各地区、各分公司联系方式均为此号码。</p><p>大学公园，宾夕法尼亚州在21世纪初，科学家观察到闪电放电产生了包含高能光子的x射线，与医学成像使用的是同一类型。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究人员可以在实验室重现这种现象，但他们无法完全解释闪电产生x射线的方式和原因。 现在，二十年后，宾夕法尼亚州立大学领导的团队发现了一种新的物理机制，解释了与地球大气中闪电活动有关的自然发生的x射线。</p> <p>&nbsp;</p> <p>他们今天(3月30日)在《地球物理研究快报》上发表了他们的研究结果。</p> <p>&nbsp;</p> <p>该团队的发现还揭示了另一种现象:触摸金属门把手时有时会感到轻微的震动。 当物体和导体之间产生电压差时，就会发生火花放电。 在20世纪60年代的一系列实验室实验中，科学家们发现火花放电产生x射线&mdash;&mdash;就像闪电一样。 60多年后，科学家们仍在进行实验室实验，以更好地理解这一过程的机制。</p> <p>&nbsp;</p> <p>闪电由部分相对论电子组成，它发射出壮观的高能x射线爆发，具有数十兆电子伏的能量，称为地球伽马射线闪光(TGFs)。 宾夕法尼亚州立大学电气工程教授、首席作者Victor Pasko表示，研究人员已经创建了模拟和模型来解释TGF的观测结果，但模拟尺寸和实际尺寸之间存在不匹配。 Pasko和他的团队对TGF现象进行了数学建模，以更好地理解它是如何在观察到的紧致空间中发生的。</p> <p>&nbsp;</p> <p>帕斯科说:&ldquo;模拟都非常大&mdash;&mdash;通常是几公里宽&mdash;&mdash;社区现在很难将其与实际观测相协调，因为当闪电传播时，它是非常紧凑的。&rdquo; 他解释说，闪电的空间通道通常是几厘米大小，放电活动产生的x射线在这些通道尖端扩展到100米。 &ldquo;为什么这个来源如此紧凑?&rdquo; 这一直是个谜。 由于我们研究的体积非常小，这也可能对20世纪60年代以来进行的火花放电实验室实验产生影响。 &rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>帕斯科说，他们提出了电场如何放大电子数量、驱动这一现象的解释。 当电子经历加速度时，它们分散在构成空气的单个原子上。 随着电子的移动，它们中的大多数在获得能量和繁殖时向前移动，类似于雪崩，使它们能够产生更多的电子。 当电子雪崩时，它们产生x射线，x射线将光子发射回去并产生新的电子。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;从那里，我们想要从数学上回答的问题是，&lsquo;为了复制这一点，你需要施加多大的电场，才能反向发射足够多的x射线来放大这些选定的电子?&rsquo;&rdquo; 帕斯科说。</p> <p>&nbsp;</p> <p>根据Pasko的说法，数学模型为电场建立了一个阈值，这证实了当电子发射的x射线向后移动并产生新电子时放大电子雪崩的反馈机制。</p> <p>&nbsp;</p> <p>一个穿着栗色衬衫和棕色运动夹克的人，一个穿着蓝色拉链衬衫和眼镜的人在摆姿势拍肖像照。</p> <p><br /><span>电气工程博士后学者Reza Janalizadeh(左)和电气工程教授Victor Pasko是两位研究人员，他们对地球伽马射线闪光现象进行了数学建模，以更好地理解它是如何在观测到的紧凑空间中发生的。 图源:Jeff Xu/宾夕法尼亚州立大学版权所有。</span></p> <p>扩大</p> <p><br /><span>&ldquo;模型结果与观测和实验证据一致，表明TGFs起源于相对紧凑的空间区域，空间范围为10到100米，&rdquo;Pasko说。</span></p> <p>&nbsp;</p> <p>帕斯科说，除了描述与闪电有关的高能现象外，这项工作最终可能有助于设计新的x射线源。 研究人员表示，他们计划使用不同的材料和气体，以及他们的发现的不同应用，来检验这一机制。</p> <p>&nbsp;</p> <p>该论文的其他作者是宾夕法尼亚州立大学电气工程系的博士后学者Reza Janalizadeh; 法国奥尔良大学的Sebastien Celestin; 法国帕莱索综合理工学院的安妮&middot;波登; 以及捷克布尔诺国防大学的雅罗斯拉夫&middot;扬斯基。</p> <p>&nbsp;</p> <p>国家科学基金会资助了这项工作。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。</p> </blockquote>