困扰科学界百年的球状闪电之谜,终于被中国科学家解开。4月16日,中国科学院上海光学精密机械研究所宣布,依托“羲和”超强超短激光装置,研究团队在国际上首次成功激发并稳定捕获了与自然界球状闪电高度相似的球形发光体,证实其本质为“电磁孤子”。相关研究成果发表于国际权威期刊《自然·光子学》,为这一神秘自然现象提供了决定性的实验证据。

“羲和”激光轰出毫米级光球,寿命提升百万倍
此前理论认为球状闪电是能自我维持能量的电磁孤子,但实验一直受限于尺寸和寿命。上海光机所团队创新采用太赫兹波作为驱动源,利用飞秒强激光轰击微金属丝,产生极端强场,并在纳米针尖引入高速氩气喷流形成等离子体。两者相互作用后,形成了一个直径约百微米(近毫米级)、寿命长达百纳秒的球形发光结构。这一寿命较传统实验提升了数个数量级,首次实现了宏观尺度电磁孤子的可控生成。

揭示能量自持机制,为新型聚变约束提供新路径
实验观测显示,该“类球状闪电”表面温度从约7万摄氏度缓慢降至6000摄氏度,证明有能量持续注入。科学家确认,正是太赫兹波的辐射压力与等离子体热压力达成动态平衡,形成了“光之茧”般的自持结构。这一发现不仅破解了球状闪电的物理本质,其揭示的极端电磁场能量自约束机制,更有望为探索新型聚变能量约束方式及高能量密度物理研究开辟全新路径。