在3月18日发表在《自然》杂志上的一项研究中，一群物理学家终于把火山闪电的秘密给解开了。他们研究的问题是，当类似的粒子互相摩擦时，为什么有些带正电，有些带负电？这个难题就是在危地马拉的一座火山上看到的闪电现象。物理学家们观察到，二氧化硅粒子在火山灰中相互碰撞时会交换电荷。带正电和负电的粒子分离后，当电流在它们之间流动时，就产生了闪电。但是，一直以来，这个现象的不对称性让科学家们百思不得其解。奥地利科技研究所工作期间，Galien Grosjean决定深入研究这个问题。他把注意力集中在粒子表面的含碳分子上，因为这些分子在自然界中无处不在。他还曾和Daniel Lacks共事过，Lacks是美国凯斯西储大学的教授。Grosjean和他的团队把含碳分子的样品彻底清洗干净后，发现摩擦起电现象就会逆转。他们把清洁的二氧化硅粒子悬浮在空气中，让它弹跳一次，然后测量其电荷情况。结果显示，这个过程是可逆的。如果一次实验中粒子带正电，那么烘烤或清洗样品后再次实验，粒子就会带负电。这证明了含碳分子对摩擦起电现象的关键影响。Galien Grosjean说：“我们发现这种效应压倒了其他所有因素。”另一个重要发现是，清洗过的样品大约一天后会再次带正电。这个时间正好也是它从空气中重新吸附一层碳分子的时间。Grosjean和他的同事们还发现，西班牙巴塞罗那自治大学的Mario Dalma Leon也参与了这项研究工作。他认为这个研究成果对物理学家来说可能是个坏消息。如果碳污染决定了粒子的带电方向，那么精确计算粒子如何带电将变得非常困难。Daniel Lacks对这项研究印象深刻，他说：“大家都知道粒子表面有很多杂质，但我从未在摩擦起电现象中见过这种情况。”这次研究给科学家们带来了更多的挑战和思考。 奥大利科技研究所与Galien Grosjean和Daniel Lacks有合作关系。Galien Grosjean是西班牙巴塞罗那自治大学的通讯作者之一。危地马拉“水火山”上看到的闪电现象让研究人员们非常好奇。通过这次研究发现，给清洁样品造成很大影响的是含碳分子。Mario Dalma Leon也参与了这个项目工作。美国凯斯西储大学和西班牙巴塞罗那自治大学共同参与了这次研究项目。“这次发现让科学家们对摩擦起电现象有了更深的了解。”Grosjean表示道。“这个发现对未来科学发展有着重要意义。”