Фізики вперше створили кульову блискавку та наблизилися до розгадки таємниці цього явища
Фізики вперше створили кульову блискавку та наблизилися до розгадки таємниці цього явища

Фізики вперше створили кульову блискавку та наблизилися до розгадки таємниці цього явища

Вчені створили те, чим, згідно з однією з теорій, може бути кульова блискавка. Це відкриття може дозволити розробити нові технології зберігання енергії.

Кульова блискавка — це рідкісне й до кінця не вивчене явище, яке є однією з найбільших загадок фізики. Вчені до кінця не розуміють природу цього атмосферного явища, яке існує у вигляді світиться кулі протягом кількох секунд. Тепер же фізики вперше створили кульову блискавку в лабораторії. Точніше, вони створили те, чим може бути кульова блискавка, — електромагнітний солітон усередині оболонки з плазми. Результати дослідження опубліковано в журналі Nature Photonics, пише ScienceAlert.

Солітон — це стійка ізольована хвиля, яка поводиться як частинка і при цьому зберігає свою форму та структурну цілісність під час поширення. Солітони можуть виникати в плазмі, воді, світлових потоках, тобто в будь-якому середовищі, де різні фізичні фактори врівноважують один одного, забезпечуючи стабільність хвилі.

Згідно з однією з теорій, кульова блискавка є своєрідним електромагнітним солітоном, який утримує енергію всередині оболонки з плазми.

Кульова блискавка — це рідкісне й до кінця не вивчене явище, яке є однією з найбільших загадок фізики. Ілюстрація
Фото: Freepic

Вчені вирішили створити такий солітон і використали для цього дуже гостру вольфрамову голку з діаметром вістря 100 нанометрів. Голку занурили в хмару атомів газоподібного аргону. Фізики спрямували лазерний імпульс на голку, що призвело до появи потужної електромагнітної хвилі, яка поширювалася вздовж голки. Коли хвиля досягала вістря, її енергія концентрувалася у надзвичайно потужне електричне поле. Воно виривало електрони з атомів аргону й перетворювало газ на гарячу плазму. Ця плазма з’явилася у вигляді крихітної світиться сфери. Вона мала діаметр близько 80 мікрометрів і за частки секунди збільшилася. Сфера не розсіялася, як звичайна хмара гарячої плазми, а зберегла свою структуру в процесі розширення.

З’ясувалося, що характер розширення повністю відповідає теоретичним прогнозам щодо електромагнітного солітона. Це означає, що електромагнітна енергія залишалася ув’язненою всередині оболонки з плазми, підтримуючи існування світиться кулі навіть під час її зростання.

Розрахунки фізиків показали, що електромагнітні солітони, які підтримуються мікрохвильовим випромінюванням, теоретично можуть досягати розмірів у кілька метрів і існувати протягом кількох секунд. Це схоже на справжню кульову блискавку.

Це дослідження наближає вчених до розуміння природи кульових блискавок. З іншого боку, як зазначають фізики, здатність утримувати електромагнітну енергію в стабільній локалізованій структурі може допомогти створити нові технології зберігання енергії. Також це може допомогти у вивченні взаємодії світла з речовиною в екстремальних умовах.

Інші новини науки

  • Вчені розгадали загадку, яка десятиліттями ставила фізиків у глухий кут.
  • Вчені підтвердили 10-річну теорію: чорні діри залишають центри галактик.
Джерело матеріала
loader
loader