我国科学家首次在实验室复现'球状闪电'

16日，中科院上海光机所研究团队宣布，全球首次成功合成与天然现象极为接近的'类球状闪电'，破解了困扰科学界百年的自然谜题。该研究成果已刊登于国际顶级期刊《自然·光子学》。

球状闪电又称'滚地雷'，堪称自然界最诡异的电磁现象。尽管相关假说层出不穷，却一直未能获得可重复、可精确验证的实验证据。本次研究借助上海超强超短激光实验装置（'羲和'装置），成功诱发并捕捉到一个在形态、状态及发光特征上与天然球状闪电极为相似的球形发光体，验证了其本质为'电磁孤子'。

该团队在强激光驱动太赫兹辐射源方面持续攻关，自行构建了时空分辨诊断平台，实现了对电磁孤子全生命周期的精确监测。实验室内，高速相机记录到：一个发光白球被淡蓝色等离子体壳层环绕，宛如'光之茧'徐徐扩张直至消逝。该电磁孤子直径约为百微米，存续时间达百纳秒，光谱横跨紫外至红外宽频带，通过物理尺度转换，相当于自然界中直径数十厘米、维持数秒的球状闪电。

研究人员利用飞秒强激光激发微金属丝，生成太赫兹表面波并将其聚焦至纳米针尖处，形成相对论强度的近场，为亚毫米级电磁孤子的生成提供了优质驱动源；同时，将超音速氩气喷射流导入针尖近场区域，在强场环境下，气体瞬间电离成等离子体。光波辐射压力与等离子体热压力达成微妙平衡，将太赫兹波束缚于内，最终形成稳固的类球状闪电构型。

这项突破不仅解开了自然之谜，还阐明了极端条件下电磁能量的约束机理，可能为核聚变能源、高能量密度物理学、能量储存等尖端领域开辟新路径。（记者王春）