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解開極光起源之謎!研究:如同衝浪般的加速電子形成

愛荷華大學的一組物理學家根據最新研究指出「最明亮的極光是由地磁風暴期間強大的電磁波產生的」,這些現象也稱為「阿爾文波」,會加速電子向地球移動,從而導致粒子產生我們所知的極光。路透
愛荷華大學的一組物理學家根據最新研究指出「最明亮的極光是由地磁風暴期間強大的電磁波產生的」,這些現象也稱為「阿爾文波」,會加速電子向地球移動,從而導致粒子產生我們所知的極光。路透

極為難得且壯麗的極光經常被描述「地球上最偉大的燈光秀」,幾個世紀以來這個高緯度地區獨有的現象也吸引科學家們敬畏和探索,而圍繞極光成因的謎團從未得到證實,直到近日一項新發布的研究終於有了答案。

愛荷華大學的一組物理學家根據最新研究指出,「最明亮的極光是由地磁風暴期間強大的電磁波產生的」,這些現象也稱為「阿爾文波」(Alfven Waves),會加速電子向地球移動,從而導致粒子產生我們所知的極光。

愛荷華大學物理與天文學博士豪斯(Greg Howes)指出,測量表明這一小群電子在阿爾文波的電場作用下經歷了「共振加速」,類似於衝浪者抓住海浪、並隨衝浪者因波浪移動而不斷加速。這種電子在電場中「衝浪」的想法於1946年由俄羅斯物理學家朗道(Lev Landau)首次提出,被命名為「朗道阻尼」(Landau Damping),這個理論如今終於得到證實。

科學家們在加州大學洛杉磯分校的大型等離子體裝置 (LPD) 的實驗室中模擬極光,儘管實驗沒有重現在天空中看到的彩色極光,但豪斯表示「我們在實驗室中的測量結果與計算機模擬和數學計算的預測明顯一致,證明在阿爾文波上衝浪的電子可以加速電子、從而導致極光」。

極光 俄羅斯

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