Montag, 2. September 2013

Forscher erzeugen halbsekündigen Plasma-"Kugelblitz" im Labor

 
Kugelförmige Plasma-Entladung im Labor. | Copyright/Quelle: Lindasy et al. / apubs.acs.org

Colorado (USA) - Mittels einer neuen Elektrolytlösung ist es Wissenschaftlern der US-Armee gelungen, eine im Vergleich zu früheren Versuchen vergleichsweise "langlebige" kugelförmige Plasma-Entladung zu erzeugen. Obwohl der so erzeugte "Kugelblitz" noch lange nicht die bereits seit Jahrhunderten und von zahlreichen Zeugen beschriebenen Eigenschaften des natürlichen Vorbilds aufweist, zeigen sich die Forscher selbst zuversichtlich, auf diese Weise einem Rätsel des Kugelblitzphänomens näher kommen zu können.

Wie die Forscher um Dr. Mike Lindsay vom Department of Chemistry an der US Air Force Academy in Colorado aktuell im Fachmagazin "Journal of Physical Chemistry" (DOI: 10.1021/jp400001y) berichten, knüpfen ihre Untersuchung an frühere Experimente anderer Forscher an, bei denen glühende Plasma-Entladungen oberhalb einer Elektrolytlösung erzeugt wurden. Allerdings veränderten die Forscher nun die sonstigen Bedingungen, um die so erzeugten "Plasmakugeln" - sogenannte Plasmoide - länger aufrecht zu erhalten.


"Ich glaube nicht, dass wir damit schon einen Blitz erzeugt haben, obwohl die ausschlaggebenden Phasen dieser elektrischen Entladungen schon einige Ähnlichkeiten mit Blitzen aufweisen. Es sind vielmehr elektrische Bögen auf der Oberfläche einer Lösung aus Elektrolyten, in deren Folge sich aus diesen die Plasmoiden abheben. (...) Wenn man sich aber an die Definition von Blitzen hält, so ist das nicht dasselbe", zitiert die BBC den Forscher.


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Mit Hochgeschwindigkeitskameras konnten die Forscher feststellen, dass eine Veränderung im Säuregehalt der Elektrolytlösung zu einer Verlängerung der "Brenndauer" der Plasmakugeln führt. Für die Forscher ist diese Dauer von Bedeutung, ist es so doch noch besser möglich, die Eigenschaften der Plasmoiden - etwa ihre Dichte und Strukturveränderungen - in unterschiedlichen Lichtspektren zu untersuchen.


 
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Das Ergebnis dieser Analysen legt nahe, dass Wasserdampf und Kohlendioxyd gemeinsam mit weiteren, bislang noch nicht genauer identifizierten Komponenten im Innern der Plamsabälle vorhanden sind.


Die auf diese Weise erzeugten Plasamakugeln hatten eine Lebensspanne von nur einer halben Sekunde und bleiben damit deutlich hinter der Erscheinungsdauer ihrer natürlichen Vorbilder zurück. Aus diesem Grund ist es auch das Ziel der Forscher, genau diese Lebensdauer zusehends zu verlängern.


Zugleich gesteht Lindsay aber auch ein, dass es immer noch nicht klar sei, ob es sich bei diesen, im Labor erzeugten kugelkörmigen Entladungen auch tatsächlich um die Laborvariante echter Kugelblitzphänomene handelt. Es gebe aber viele Gemeinsamkeiten und bei dem erzeugten Plasmoiden handele es sich mit Sicherheit auch nicht um bekannte und recht gut verstandene Entladungen wie dem Elmsfeuer oder Perlschnur-Blitzen.


"Unsere Forschung zeigt, dass es mit unserer Methode noch Möglichkeiten gibt, die Dauer der Entladungen zu verlängern und wir sind derzeit genau darum bemüht", so Lindasy gegenüber der BBC.


Laut Augenzeugenberichten von Kugelblitzen erreichen diese Erscheinungen oft unterschiedliche Größen und dauern ebenfalls unterschiedlich lange an. Immer wieder wurde beschrieben, dass die Kugeln feste Objekte wie Wände oder Mauern ungehindert durchqueren können. Der Kugelblitz selbst soll dabei eine meist wilde Flugbahn vollziehen und sich in einer knallenden Explosion auflösen. Auch soll es immer wieder auch zu von den immer noch mysteriösen Erscheinungen verursachten Schäden – meist in Form von Bränden - gekommen sein.


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