刘慈欣笔下的“球状闪电”，中国科学家揭开了它的神秘面纱！

本文介绍了中国科学院上海光学精密机械研究所研究团队在实验室中首次利用相对论太赫兹电磁场受控生成宏观尺寸、长寿命的“类球状闪电”电磁孤子结构的成果。背景方面，球状闪电是自然界中罕见且神秘的大气现象，其物理形成机制百年来未有定论，而与之相似的电磁孤子在传统光学频率下受限于高临界密度，只能产生微米级、皮秒级寿命的极小结构。研究目的为突破这一实验观测瓶颈，团队将目光转向频率远低于可见光的太赫兹波段，采用纳米光子学方案，用飞秒激光照射尖端半径仅50纳米的钨针激发太赫兹表面等离激元并压缩能量，在氩气中制造出极端强电场，使等离子体内部形成动态平衡的电磁孤子。结论表明，该电磁孤子直径达150-400微米，寿命约100纳秒，尺寸和寿命比传统光学频段提升了数个数量级，且其内部能量束缚机制与球状闪电高度相似。此研究不仅为破解球状闪电之谜提供了关键实验证据，也为聚变能源、高能量密度物理等领域提供了新参考。