【把极光“搬进”实验室！ 中国科大大学生创新团队研制出地面极光模拟装置 [打call]】

不用去极区，就能欣赏到绚丽多彩的极光！5月7日，记者从中国科学技术大学获悉，该校一学生创新团队近日成功设计研制出国内首个地面模拟极光的实验室装置“USTC极光一号”并成功放电。

极光，是一种在地球南北极地区夜间出现的五彩缤纷的自然奇观。中国科大核科学技术学院卫子安副教授指导由三名本科生组成的创新小组从极光原理出发，利用高压等离子体放电形成高能粒子，巧妙使用球形磁体做放电电极并模拟行星表面磁场，在实验室中制造了变化多样的极光现象。

卫子安介绍，该装置是国内首个地面模拟极光的实验室装置。

“装置呈现出的绚丽极光色彩，与普通灯光完全不同。”卫子安告诉记者，普通的多彩灯光主要是通过在灯管、灯泡中置入荧光粉、颜色膜或充入不同惰性气体来实现不同颜色的呈现。而该装置的极光色彩呈现过程则完美还原了极光产生的物理原理。

卫子安介绍，地球上极光产生的原理是地磁场俘获到来自磁层和太阳风的高能带电粒子，之后，这些带电粒子与大气中气体分子碰撞、电离，最终产生极光。而极光的不同颜色又与气体中的成分有关，例如电离空气中的氮气就产生了粉红色，电离了氧气就产生了偏绿的光等。

这一装置还原了极光产生的整个过程，包括利用高压等离子体放电形成高能粒子，再模拟出地磁场俘获高能粒子等等，这相当于把大自然空间中产生的现象“搬进了”装置中。在此基础上，装置还使用透明石英玻璃做真空室，让放电产生的绚丽极光呈现效果更佳。

在应用上，这一装置可以为地面研究空间环境，特别是行星表面磁场对太阳风粒子的作用，提供一定条件。

“除了地球，太阳系内有磁场的行星上也有类似极光现象，但目前观测它们比较困难。”卫子安说，极光模拟装置则可以通过模拟其他星球的磁场、大气等环境，来演示重现太阳系内其他行星上的极光现象，比如火星上的蓝色极光等。此外，对当下自然环境还未发生的现象还可进行预测性实验。“比如模拟行星磁场发生偏转，观测可能会产生的相关现象、影响等。”

卫子安表示，接下来，团队会对这套装置做进一步改造，除了开展相关科学实验，未来还将在中国科大科技活动周等活动上对公众开放参观。（#合报科学+融媒体工作室# 合肥通客户端-合报全媒体记者 刘畅司晨 ）

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