Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kugelblitze im Labor

10.05.2006


Kugelblitze im Labor - genauer gesagt, kugelblitz-ähnliche Plasmawolken - haben Wissenschaftler der gemeinsamen Arbeitsgruppe Plasmaphysik des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP) in Garching und der Berliner Humboldt-Universität (HUB) erzeugt. Die Physiker produzieren über einer Wasseroberfläche leuchtende Plasmabälle, die Lebensdauern von knapp einer halben Sekunde und Durchmesser von 10 bis 20 Zentimeter besitzen.



Kugelblitze werden als Leuchterscheinungen beschrieben, die während eines Gewitters auftreten. Rätselhafterweise sollen sie jedoch nicht "blitzschnell", d.h. nur für Mikrosekunden sichtbar sein, sondern mehrere Sekunden lang existieren, also hunderttausendmal länger als ein Blitz. Nicht nur Berühmtheiten wie der griechische Philosoph Seneca, Plinius der Ältere, Karl der Große oder Heinrich II. von England, in neuerer Zeit die Physik-Nobelpreisträger Niels Bohr und Pjotr Kapitza, wollen sie beobachtet haben. Auch weniger namhafte Personen berichten von unerwarteten Begegnungen mit Kugelblitzen; im Internet sind hierzu mehr als eine Million Einträge zu finden. Andererseits scheint die Erscheinung doch so selten, dass bis jetzt keine zuverlässigen Daten ermittelt werden konnten. Entsprechend schießen zweifelhafte Deutungsversuche wild ins Kraut - vom schwarzen Loch über Mini-Kernexplosionen bis zu esoterischen Erklärungen.

... mehr zu:
»IPP »Kugelblitz


"Angesichts dieser unklaren Ausgangslage wurde vielerorts versucht, die Erscheinung gezielt im Labor hervorzurufen", erklärt Prof. Gerd Fußmann, der Leiter der Arbeitsgruppe Plasmaphysik des IPP und der HUB in Berlin. So gelang es bereits, mit Mikrowellen gespeiste Plasmoide - aus einem ionisierten Gas bestehende leuchtende Plasma-Bälle - zu erzeugen, die bei gutem Willen als Kugelblitze gelten konnten. Ähnliches leisten auch elektrische Funken, die über organische Materialien geleitet werden. Vor etwa vier Jahren schließlich konnte eine Arbeitsgruppe in St. Petersburg mit elektrischen Entladungen über Wasseroberflächen kugelförmige Leuchtgebilde produzieren, die dem Naturphänomen deutlich näher kommen. Denn es gilt als wahrscheinlich, dass Gewitterblitze und Wasser bei der Geburt eines Kugelblitzes zusammenwirken müssen.

Angeregt durch die russischen Versuche laufen in der Arbeitsgruppe Plasmaphysik in Berlin Untersuchungen, bei denen Plasmoide über einer Wasseroberfläche erzeugt werden, die Lebensdauern von etwa 0,3 Sekunden und Durchmesser von 10 bis 20 Zentimeter haben. Dazu wird in einem Wasserbehälter eine kurze Hochspannungsentladung gezündet, nach deren Abklingen ein Plasmaball aus der Oberfläche emporsteigt.

Abgesehen von der Energieversorgung durch eine leistungsfähige Kondensatorbatterie ist der Versuchsaufbau ziemlich einfach: In ein mit Salzwasser gefülltes Becherglas ragen zwei Elektroden, wobei die eine durch ein Tonröhrchen vom umgebenden Wasser isoliert ist. Wird Hochspannung angelegt, so fließt für 0,15 Sekunden ein bis zu 60 Ampere starker Strom durch das Wasser. Durch einen Überschlag vom Wasser aus gelangt der Strom in das Tonröhrchen, wobei das dort enthaltene Wasser verdampft. Nach dem Stromimpuls zeigt sich ein leuchtendes Plasmoid aus ionisierten Wassermolekülen.

Mit dieser Anordnung können im Abstand von etwa fünf Minuten beeindruckende "Kugelblitze" in allen möglichen Erscheinungsformen und Farben erzeugt werden. Professor Fußmann: "Warum allerdings die Leuchterscheinungen zustande kommen, ist noch alles andere als klar. Sie sind nämlich etwa 300 Millisekunden sichtbar, nachdem der Strom bereits abgeklungen und die Energiezufuhr also gekappt ist. Eigentlich sollten sie aber spätestens nach einigen Millisekunden erloschen sein. Zudem leuchtet das Plasma recht hell, obwohl die Plasmoide ziemlich kalt zu sein scheinen: Ein darüber angebrachtes Blatt Papier wird zwar angehoben, aber verbrennt nicht." Diese physikalischen Rätsel sollen nun in mehreren Diplomarbeiten geklärt werden. Dazu müssen die Vorgänge systematisch analysiert werden - zum Beispiel durch spektroskopische Methoden - und mit den vorhandenen Theorieansätzen verglichen werden. "Obwohl das Thema das Forschungsgebiet des IPP - die Untersuchung extrem heißer Plasmen, wie sie für ein Fusionskraftwerk gebraucht werden - nicht direkt trifft", erklärt Professor Fußmann, "sind auch die ’Kugelblitze’ ein attraktives plasmaphysikalisches Thema, bei dem Studenten an einer interessanten Naturerscheinung Kenntnisse zu anspruchsvoller Messtechnik und Theorie erwerben können".

Isabella Milch | idw
Weitere Informationen:
http://www.ipp.mpg.de

Weitere Berichte zu: IPP Kugelblitz

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Maßgeschneiderte Eigenschaften erlauben Einblicke in Quantenpunkte
17.01.2018 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Mit Elektrizität Magnetismus umschalten
17.01.2018 | Technische Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Im Focus: Scientists decipher key principle behind reaction of metalloenzymes

So-called pre-distorted states accelerate photochemical reactions too

What enables electrons to be transferred swiftly, for example during photosynthesis? An interdisciplinary team of researchers has worked out the details of how...

Im Focus: Erstmalige präzise Messung der effektiven Ladung eines einzelnen Moleküls

Zum ersten Mal ist es Forschenden gelungen, die effektive elektrische Ladung eines einzelnen Moleküls in Lösung präzise zu messen. Dieser fundamentale Fortschritt einer vom SNF unterstützten Professorin könnte den Weg für die Entwicklung neuartiger medizinischer Diagnosegeräte ebnen.

Die elektrische Ladung ist eine der Kerneigenschaften, mit denen Moleküle miteinander in Wechselwirkung treten. Das Leben selber wäre ohne diese Eigenschaft...

Im Focus: The first precise measurement of a single molecule's effective charge

For the first time, scientists have precisely measured the effective electrical charge of a single molecule in solution. This fundamental insight of an SNSF Professor could also pave the way for future medical diagnostics.

Electrical charge is one of the key properties that allows molecules to interact. Life itself depends on this phenomenon: many biological processes involve...

Im Focus: Wie Metallstrukturen effektiv helfen, Knochen zu heilen

Forscher schaffen neue Generation von Knochenimplantaten

Wissenschaftler am Julius Wolff Institut, dem Berlin-Brandenburger Centrum für Regenerative Therapien und dem Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

2. Hannoverscher Datenschutztag: Neuer Datenschutz im Mai – Viele Unternehmen nicht vorbereitet!

16.01.2018 | Veranstaltungen

Fachtagung analytica conference 2018

15.01.2018 | Veranstaltungen

Tagung „Elektronikkühlung - Wärmemanagement“ vom 06. - 07.03.2018 in Essen

11.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Der Kobold in der Zange

17.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

Mit Elektrizität Magnetismus umschalten

17.01.2018 | Physik Astronomie

Maßgeschneiderte Eigenschaften erlauben Einblicke in Quantenpunkte

17.01.2018 | Physik Astronomie