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2026年04月17日

首次在世界上用人工方式

我国科学家制造出 “球状闪电”

类球状闪电电磁孤子结构示意图 (CFP供图)

据新华社上海4月16日电 球状闪电,俗称“滚地雷”,是自然界最神秘的电磁现象之一。许多人曾目击到这种悬浮于空气中的发光球体,心中充满了好奇和追问。科学家们也提出过多种理论假说,但始终缺乏可重复、可精确诊断的实验加以验证。

在深厚技术积累基础上,中国科学院上海光学精密机械研究所的研究团队,首次在世界上用人工方式,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,从而揭示并证实球状闪电的本质为“电磁孤子”。16日,国际权威学术期刊《自然·光子学》发表了相关论文。

我国科学家在实验室里人工制造的“类球状闪电”是什么样子呢?

记者在研究团队用高速摄像系统捕捉的画面中看到:黑暗中,只见一个明亮的白色发光体,被一层幽蓝的外壳团团包裹,形成了一个球形的能量体,从小到大、飘忽不定、逐渐膨胀。慢慢地,球体变成了蓝色的粗颗粒状,最终耗散。

“这个蓝色的外壳,就是像太阳一样的燃烧等离子体,它如同一个无形的‘光之茧’,将电磁波紧紧包裹在中间,最终形成了一个直径约百微米、寿命达百纳秒的能量球。”上海光机所田野研究员解释说,“这个能量球缓慢膨胀,发出的光谱覆盖从紫外到红外的宽波段,完全符合理论预言的电磁孤子行为。经物理标度变换,该电磁孤子可对应自然界中直径几十厘米、持续数秒的球状闪电。”

“电磁孤子”就是电磁波变成了像粒子一样稳定态、会穿墙、精准攻击的“电磁幽灵球”——这正是科幻小说《球状闪电》的现实物理原型。

业内专家认为,该研究不仅为破解球状闪电这一科学悬案提供了关键实验证据,也揭示了极端电磁能量约束的基础物理机制,为聚变能源、高能量密度物理及能量存储等相关领域研究提供了新的参考。

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