Am 16. April gab ein Team des Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (im Folgenden „Shanghaier Institut für Optik und Feinmechanik“) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften bekannt, dass es erstmals weltweit künstlich „kugelblitzähnliche Gebilde“ hergestellt hat, die der Natur stark ähneln, und damit ein hundertjähriges Naturphänomen entschlüsselt wurde. Die entsprechenden Ergebnisse wurden in der internationalen Fachzeitschrift Nature Photonics veröffentlicht.

Der Kugelblitz, umgangssprachlich auch „rollender Donner“ genannt, ist eines der mysteriösesten elektromagnetischen Phänomene der Natur. Lange Zeit gab es zwar zahlreiche Theorien dazu, aber es fehlte stets an reproduzierbaren und präzise verifizierbaren experimentellen Belegen. Das Team um Song Liwei, Tian Ye und Li Ruxin vom Shanghaier Institut für Optik und Feinmechanik nutzte die „Xihe“-Laseranlage, eine hochmoderne Anlage für ultrakurze und hochintensive Laserpulse, um erfolgreich kugelförmige Leuchtkörper anzuregen und einzufangen. Dabei bestätigte sich, dass es sich bei ihnen im Wesentlichen um elektromagnetische Solitonen handelt.

Das Forschungsteam, das seit langem auf dem Gebiet der intensiven lasergetriebenen Terahertz-Quellen arbeitet, hat ein eigenes zeit- und raumaufgelöstes Diagnosesystem aufgebaut, das eine präzise Beobachtung des gesamten Solitonen-Prozesses ermöglicht. Im Labor zeichnete eine Hochgeschwindigkeitskamera Folgendes auf: eine helle weiße Kugel, umhüllt von einer blauen Plasmahülle – ähnlich einem „Lichtkokon“ –, die sich langsam ausdehnte und schließlich zerfiel. Dieses elektromagnetische Soliton hat einen Durchmesser von etwa hundert Mikrometern und eine Lebensdauer von etwa hundert Nanosekunden. Sein Spektrum erstreckt sich über ein breites Band vom ultravioletten bis zum infraroten Bereich. Durch physikalische Skalierungstransformationen kann es natürlichen Kugelblitzen mit einem Durchmesser von mehreren zehn Zentimetern und einer Lebensdauer von mehreren Sekunden entsprechen.