北京
记者 王春
16日，中国科学院上海光学精密机械研究所团队宣布，在世界上首次人工制造出与自然界高度相似的“类球状闪电”，一举破解这一百年自然之谜。相关成果发表于国际期刊《自然·光子学》。
球状闪电俗称“滚地雷”，是自然界最神秘的电磁现象之一。长期以来，相关理论众多，但始终缺乏可重复、可精准验证的实验支撑。此次研究团队依托上海超强超短激光实验装置（“羲和”激光装置），成功激发并捕获了一种在形状、状态和发光特性与自然界球状闪电高度相似的球形发光体，证实球状闪电的本质为“电磁孤子”。
团队在强激光驱动太赫兹源领域长期深耕，自主搭建时空分辨诊断系统，实现电磁孤子全过程精准观测。实验室中，高速摄像机捕捉到：明亮白球被幽蓝等离子体外壳包裹，如“光之茧”般缓慢膨胀、最终耗散。该电磁孤子直径约百微米、寿命达百纳秒，光谱覆盖紫外至红外宽波段，经物理标度变换，可对应自然界直径几十厘米、持续数秒的球状闪电。
研究团队以飞秒强激光驱动微金属丝，产生太赫兹表面波并汇聚至纳米针尖，获得相对论级强度近场，为亚毫米尺度电磁孤子的产生提供了高质量的驱动源；与此同步，将超音速氩气气体喷流注入针尖近场区，在强场作用下，气体被迅速电离为等离子体。光波辐射压与等离子体热压达成精妙平衡，将太赫兹波囚禁其中，最终生成稳定的类球状闪电结构。
此次成果不仅揭开了自然奥秘，更揭示了极端电磁能量约束机制，有望为聚变能源、高能量密度物理、能量存储等前沿领域提供全新思路。
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