我国科学家首次在实验室造出“类球状闪电”，证实其为“电磁孤子”

中国科学院上海光学精密机械研究所研究团队首次在世界上人工激发并捕获了一种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”。相关论文4月16日发表于《自然·光子学》。

高速摄像画面中可见：明亮白色发光体被幽蓝外壳包裹，形成球形能量体，从小到大、飘忽不定、逐渐膨胀，最终耗散。上海光机所田野研究员解释，这个蓝色外壳是燃烧等离子体，如同无形的“光之茧”将电磁波包裹在内，形成直径约百微米、寿命百纳秒的能量球，符合理论预言的电磁孤子行为。经物理标度变换，可对应自然界中直径几十厘米、持续数秒的球状闪电。

研究团队将激光驱动金属丝产生的太赫兹表面波导引至纳米级针尖，在局域实现相对论级近场场强，同时注入超音速氩气喷流。强太赫兹电场将气体电离为等离子体，形成球形空腔，球壳表面为致密高温等离子体。球形腔内的光波辐射压与球壳表面的热压随球体膨胀达成“精妙的力学平衡”，将太赫兹波囚禁在内，形成类似球状闪电的电磁孤子。

这项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领域提供了新参考。