中国科学家首造类球状闪电，破解百年之谜

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长久以来困扰科学界长达上百年的“球状闪电”之谜，天上那种被叫做滚地雷的究竟是什么东西呢，终于被中国科学家在实验室里给破解了。在4月16日的时候，中国科学院上海光学精密机械研究所团队宣称，借助上海超强超短激光实验装置“羲和”，首次人工制造出了跟自然界高度相像的“类球状闪电”，证实了它本质上是“电磁孤子”。相关成果发表在了国际期刊《自然·光子学》上。

有个被称作“滚地雷”的球状闪电，这个球状闪电常常会在雷暴天气里凭空冒出来，它飘忽不定，有时候甚至还能穿墙入户，在存在了数秒之后，要么无声无息地消失掉，要么就会剧烈地爆炸。在过去的一百多年时间里，尽管已经有了数十种理论假说，但是由于没办法在实验室使它重复产生，所以一直都停留在猜测的阶段。这次呢，中科院上海光机所的团队换了个全新的思路，他们没有想着去复制雷电，而是采用飞秒强激光去驱动微金属丝，从而产生太赫兹表面波，接着把太赫兹表面波汇聚到纳米针尖那里，最终获得了相对论级强度的近场。与此同时，他们还把超音速氩气气体喷流注入到针尖近场区。处于强场作用的状况下，气体被快速地电离成为等离子体，光波辐射压跟等离子体热压形成精妙的平衡，把太赫兹波囚禁在里面，最终产生稳定的球形发光体。

在高速摄像机镜头之下，有个人造球状闪电，它直径大概约百微米，寿命能够达百纳秒，呈现出了令人惊叹的景象，那就是一个明亮的白色球体被一层幽蓝色的等离子体外壳给包裹着，就好像是一个“光之茧”，慢慢地膨胀，最后耗散掉。它的光谱覆盖着紫外至红外宽波段。经过物理标度变换之后，这一微观现象完美地对应着自然界里直径几十厘米、持续数秒的球状闪电。团队自主搭建的时空分辨诊断系统，完整地捕捉到了“电磁孤子”从诞生直至消亡的全部过程，提供了截至目前最确凿的实验证据。

此项突破不单单是迈向揭开自然奥秘之关键一步，还进一步揭示了极端电磁能量的约束机制。那被称作“电磁孤子”的，从本质意义来讲是一种具备高度自持特性的电磁波包，它能够于等离子体里稳定地进行传播且不会发散。这般的极端电磁能量约束机制，有希望为聚变能源、高能量密度物理、能量存储等前沿类型的领域给予全新的思路。举例而言，在可控核聚变当中，怎样去约束高温等离子体是其中核心的难题之一；而球状闪电所呈现出的自我约束能力，说不定能为处于“磁笼”或者“惯性约束”之外的第三条路径带来启示呢。

中华儿女，从雷暴里那带着神秘色彩的火球，到处于实验室之中的那所谓“光之茧”，凭借激光装置，将自然之谜的答案予以点亮。此缕光线，所照亮的，可不单单是历经百年仍未破解的谜团，更是对于未来能源技术而言，蕴藏着的全新可能性有了展现。

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