Eine winzige Lichtkugel, die mit einem Laser erzeugt wurde, könnte helfen, das Rätsel der Kugelblitze zu verstehen.
Seit Jahrhunderten berichten Zeugen, sie hätten während eines Gewitters leuchtende Kugeln in Bodennähe schweben sehen. Einige sollen mehrere Sekunden lang durch die Luft geschwebt sein, bevor sie verschwanden. Dieses Phänomen, Kugelblitz genannt, ist weiterhin sehr schwer zu untersuchen: Es tritt selten auf, und die Berichte stimmen nicht immer überein.
Fiktive Illustration
Chinesische Physiker beschlossen, im Labor etwas herzustellen, das ihm ähnelt. Sie verwendeten eine Wolframnadel, deren Spitze viel feiner als ein Haar ist. Ein extrem kurzer Laser sandte einen Energieimpuls entlang dieser Nadel.
An der Spitze angekommen, konzentrierte sich diese Energie in einem winzigen Raum. Sie erzeugte ein elektrisches Feld, das stark genug war, um Elektronen aus den Atomen eines Argongases herauszulösen, das sich ganz in der Nähe befand. Das Gas verwandelte sich in Plasma, einen Materiezustand aus elektrisch geladenen Teilchen.
Daraufhin erschien eine kleine leuchtende Kugel. Zunächst hatte sie einen Durchmesser von etwa 80 Mikrometern, weniger als ein Zehntelmillimeter, dann wuchs sie auf einige Zehntelmillimeter an. Ihre Lebensdauer betrug etwa 100 Nanosekunden, also ein Zehnmillionstel einer Sekunde.
Das ist für uns extrem kurz, aber viel länger als der Impuls, der sie erzeugt hat. Die Forscher stellten außerdem fest, dass die Kugel beim Wachsen ihre Form beibehielt. Statt sich sofort zu zerstreuen, schien sie einen Teil ihrer Energie in einer leuchtenden Struktur zurückzuhalten.
Diese Anordnung entspricht einem physikalischen Phänomen namens Soliton: einer Welle, die ihre Form dank des Gleichgewichts mehrerer Effekte beibehält. Einige Wissenschaftler vermuten, dass ein ähnlicher Mechanismus den Kugelblitz erklären könnte. Das Experiment zeigt, dass eine solche Struktur unter bestimmten Bedingungen tatsächlich existieren kann.
Dieser Fortschritt liefert vor allem ein Experiment, das Wissenschaftler wiederholen und messen können. Es könnte ihnen helfen zu verstehen, wie Energie in Plasma konzentriert bleibt – eine Frage, die weit über das Rätsel der Kugelblitze hinaus von Nutzen ist.