中国科学院研究人员制造出类似球状闪电的等离子球——ScienceAlert

中国科学院研究人员在实验室中以可控方式制造出一个发光等离子球，它在膨胀过程中保持了结构。研究作者认为，它的行为符合电磁孤子的理论模型——一种能够凭借物理力平衡保持形状的波动结构。ScienceAlert报道了这项实验。

使用氩气和钨针的实验

在实验中，科学家使用了一根针尖宽度为100纳米的钨针。超短激光脉冲产生了一股强大的电磁波，沿着针体传播。在针尖处，能量集中为强电场，将电子从氩原子中剥离，并形成了一个过热的电离气体气泡——等离子体。

发光球体的初始直径约为80微米。在随后的100纳秒内，它膨胀至数百微米。研究人员指出，该球体并未像普通高温等离子体那样迅速消散，而是在膨胀期间保持了结构。

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与球状闪电的联系

科学家追踪了该球体的膨胀，并分析了它在冷却过程中发出的光谱。所得数据与理论模型和计算机模拟进行了比对。其膨胀情况符合电磁孤子的预测，而普通等离子体热膨胀模型则预测了一个更快、局部性更弱的过程。

一些理论将球状闪电描述为一种电磁孤子，其中能量由等离子体外壳 удерживается。研究作者强调，实验室中的微球体并不是对这一大气现象的最终解释。同时，他们的计算表明，由微波激发的孤子理论上可达到数米直径并存在数秒，这与部分球状闪电目击者的描述更为接近。

该研究发表于《Nature Photonics》期刊。作者还指出，受控约束电磁能量可应用于储能技术，以及研究极端条件下光与物质的相互作用。