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等离子体的独特行为

2014-03-21韩雪松

大科技·百科新说 2014年3期

韩雪松

火焰、闪电等是什么形态的物质?科学家如果不告诉我们,我们甚至连想都没想过,原来,它们是由电子和离子为主要成分组成的正负电荷的混合物,叫等离子体,据说等离子体的独特性质震惊了研究它的科学家。

等离子体DNA?

尽管等离子体的行为会遵循简单的电磁规律,但其行为的复杂性往往超乎想像,特别是有电流通过时的表现尤其不凡。早在20世纪初,瑞典科学家伯克兰和美国科学家朗格缪尔就发现等离子体会形成类似生命的现象:电流在等离子体中的传播会形成细丝,这些细丝之间距离太近的时候会相互排斥,但距离较远的时候又会相互吸引;如果有相距不太远的两股电流同时在等离子体中传播,那么所形成的这两股细丝会相互旋转并缠绕在一起,好像是拧成了绳子,又像是形成了双螺旋的DNA,这是由于两股电流产生的环形磁场间的复杂的相互作用导致的。

说形成了类似DNA的双螺旋结构一点不过分,电流双螺旋不稳定时,其相互作用会让不稳定的地方变为稳定的结构,类似DNA的修复;双螺旋还会分叉、断开,分为两个同样的双螺旋,类似DNA的复制过程。好像那就是等离子体DNA!

等离子体细胞?

更令人震惊的是,21世纪以来,罗马尼亚的物理学家竟然利用等离子体制造出了类似细胞的结构。研究者先把两个电极插入一个包含低温氩气等离子体(把零下100多摄氏度冷冻过的氩气容器放入高压电场中,氩气电离形成电子、氩离子以及氩原子混合的带电物质)的容器中,在电极间输入高压电,一个光彩耀目的能量弧产生了,从一个电极跳跃到另一个电极,就像是一个微型闪电。……

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