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　　球狀閃電，被稱為自然界最神秘的電磁現象之一。兩百多年來，人類不斷目擊這種懸浮於空氣中的發光球體，其能量來源與形態維持機制卻始終是難解之謎：一團熾熱等離子體的能量，如何在空氣中維持而不迅速耗散？又是什麼機制將其束縛成穩定的球形結構？近日，中國科學院上海光學精密機械研究所的研究團隊首次成功激發並捕獲了一種在形狀、狀態和發光特性上與自然界球狀閃電高度相似的球形發光體，研究表明其本質為一種電磁孤子。這一成果為揭示球狀閃電的神秘面紗提供了關鍵的實驗証據。

　　破解這一謎題的是該所超強激光科學與技術全國重點實驗室宋立偉、田野和李儒新團隊。“電磁孤子是一種能夠自我約束的穩定波動結構。其本質為被等離子體空腔俘獲並局域化的電磁場能量本征態，可在無外場維持條件下實現能量形態的自持演化。”團隊成員介紹，球狀閃電正是這樣的存在——明明是一團高溫等離子體，卻沒有瞬間炸開，而是聚成球形、穩定存在數秒鐘。這種看似矛盾的狀態，本質是輻射壓與等離子體熱壓達成的一種精妙動態平衡。

　　實驗中，團隊通過基於上海超強超短激光實驗裝置（“羲和”激光裝置）的飛秒強激光驅動微金屬絲，產生太赫茲表面波，並利用納米尖端的近場增強效應，實現了場強超過10GV/m的相對論級強度太赫茲近場，為亞毫米尺度電磁孤子的產生提供了高質量的驅動源。同步引入超聲速氣體噴流，將高密度氬氣注入針尖近場區。在強太赫茲場作用下，氣體被迅速電離，形成參數可控的等離子體環境。隨后，電磁輻射壓推動等離子體形成一層致密的等離子體殼——如同一個無形的光之繭，將部分電磁能量囚禁在內，最終形成一個直徑百微米、壽命長達百納秒的發光球，遠超普通熱等離子體的存在時間。經物理標度變換，該孤子可對應自然界中直徑幾十厘米、持續數秒的微型“球狀閃電”。

　　這一成果不僅為破解球狀閃電這一科學懸案提供了關鍵實驗証據，也展示了極端條件下電磁場與物質相互作用所呈現的物理美學。研究成果有望為強場太赫茲光子學、電磁能量存儲、新型聚變物理路徑探索提供了有益啟示。（記者顏維琦）