Gömbvillám modellek
 
(2026 június)
 
   A modellek többségéből hiányzik az az erőtér, ami összetartja a gömböt, a termikus nyomás és az elektrosztatikus taszítás ellenében. Az utóbbi években sok kísérletnél sikerült fénylő gömböket előállítani, amiből nem következik, hogy ezek feltétlenül gömbvillámok. Másrészt fel lehet tenni, hogy a gömbvillámoknak is több változata, és így több modelleje is lehetséges.
 
Például Bychkov és csapatának a modelljét részletesen ismertetjük*: itt a gömbvillám nem egyszerűen gázplazma, hanem egy valós, fizikai anyagból álló test, egy polimer hálózat. A modell szerint a gömbvillámot egymásba fonódott és összekapcsolódott polimer makromolekulák alkotják, egy fraktálstruktúra. A molekuláris hálózat laza, szivacsszerű, összetett fraktálgeometriai szerkezettel rendelkezik.
Elektrosztatikus energiatárolás: kiváló dielektromos (szigetelő) tulajdonságai révén képes nagy mennyiségű villamos energiát felhalmozni. Az energia a zivatarok és villámcsapások során keletkező elektrosztatikus kisülésekből származik. Hosszú élettartamú, a stabil polimer váz megakadályozza az  azonnali eloszlását, magyarázza a hosszú élettartamot. Rugalmas tulajdonságok miatt a gömb képes alakot váltani, és kis réseken is átpréselődni. Jegyezzük meg, hogy a megsemmisült gömbvillámok után nem találtak soha semmilyen szilárd maradványt. 
Plazmamag és héj: a modell későbbi változataiban egy feltöltött magból és egy polarizált (víz) molekulákból álló héjból áll. Belső egyensúlya: a töltések taszítóerejét a polarizált víz-héj felületét összetartó elektromos vonzóerő tartja egyensúlyban!
Robbanásos megsemmisülés: ha a belső egyensúly vagy a polimer szerkezet megbomlik, az energia hirtelen, robbanásszerűen szabadul fel.
Laboratóriumi kísérletek:
Munkatársaival elsősorban plazmagenerátorokat és elektromos kisüléseket használtak a természeti jelenségek modellezésére. A legfontosabb kísérleti irányok és eredmények az alábbiak:
1. Kapilláris és eróziós kisülések (Erosive Capillary Discharge). A kísérletek többségét speciális, műanyag (polimer) falú kapilláriscsövekben végzett elektromos kisülésekkel végezték. A kisülés során a plazma kölcsönhatásba lépett a cső polimer falaival (példából fakadóan plexivel vagy polietilénnel), és leválasztotta, elszenesítette vagy részben polimerizálta annak anyagát, így hozva létre apró, világító gömböket.
2. Hosszú élettartamú világító alakzatok létrehozása: a laboratóriumban sikerült olyan gömb alakú, fénylő formációkat (úgynevezett Long-Lived Luminous Formations - LLF) generálni, amelyek másodperces nagyságrendű (akár 1–7 másodpercig tartó) élettartammal rendelkeztek.
3. Fémek és szerves anyagok kombinációja. Kísérleteikben vizsgálták a plazmasugarak és különböző fémek (példából fakadóan forrasztóón, alumínium, réz) kölcsönhatását. Megfigyelték, hogy a kisülés hatására elpárolgó fém és a környező szerves anyagok (például viasz, szénszármazékok vagy műanyagok) összetapadtak, és egy vékony, gőzzel vagy forró gázzal teli, folyékony/szilárd burkolattal rendelkező gömböt alkottak.
4. Anyag áthatolási tesztek (Üvegen való áthaladás) Bychkov és csapata sokat foglalkozott azzal a rejtéllyel, hogyan képes a gömbvillám áthaladni a zárt ablaküvegeken anélkül, hogy látványosan betörné azokat. Kísérletileg vizsgáltak olyan üveglapokat, amelyeken laboratóriumi gömbvillám haladt át, és pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM) kimutatták, hogy az objektumok mikroszkopikus méretű (milliméteres vagy tizedmilliméteres) csatornákat olvasztottak az üvegbe, amelyeken a rugalmas anyaguk átpréselődött.
5. Az "Ikarusz" és "Prométheusz" kísérleti berendezések: a moszkvai kutatások során olyan egyedi gázkisüléses berendezéseket (úgynevezett szferotronokat) építettek, amelyek képesek voltak irányítottan és reprodukálhatóan előállítani  a töltött kompozit struktúrákat, bizonyítva, hogy a gömbvillám laboratóriumi analógjai mesterségesen is fenntarthatóak. (Ld.: a szilícium-alapú, Abrahamson-Dinniss elmélet kísérleteit is, amelyek szintén nagyon hasonló eredményű nanohálók.)
 
Megj. 1.: Fizikai és szerkezeti szempontból a nano- vagy polimervázas gömbvillám-modell meglepően és nagy mértékben hasonlít az Γ = 50 - 100 közötti csatolási állandóval jellemezhető por-folyadékplazmára (erősen csatolt plazma / strongly coupled plasma), a hasonlóság mögött eltérő mikroszkopikus mechanizmusok állnak. A plazmafizikában a  Γ = 50 - 100 tartomány pontosana viszkózus folyadékfázis-t jelenti, ahol a részecskék közötti Coulomb-féle taszítás már dominál a termikus mozgással szemben, de még nem fagyasztja meg a rendszert kristályráccsá (Γ > 170). A két elmélet közötti strukturális és dinamikai párhuzamok a következők:
1. Mechanikai hasonlóság (rugalmasság és alakváltozás): a folyadékplazma (Γ = 50 - 100 ) tartományban a plazma (például egy porszemcsés „poros plazma” / dusty plasma) nem gázként, hanem sűrű, viszkózus folyadékként viselkedik. Van felületi feszültsége, képes a nyírási feszültségnek ellenállni, és ha deformálódik, igyekszik visszanyerni a gömb alakot. A nano-/polimerváz: a laza aerogél-hálózat vagy a gubancos polimerszálak makroszkopikusan pontosan ugyanezt a rugalmas, mégis alakváltozásra képes folyadékszerű viselkedést produkálják. Ez magyarázza meg, hogyan tud a gömbvillám átpréselődni egy ablakrésen, majd a túloldalon újra gömbbé ugrani.
2. A makroszkopikus stabilitás, a szétáramlás megakadályozása folyadékplazma esetén: a részecskék közötti erős korreláció (a lokális Coulomb-potenciálgödrök) tartja egyben a struktúrát a belső termikus nyomással szemben. A polimerváznál a „csatolást” a kézzelfogható fizikai szálak (pl. szilícium-dioxid fraktálok vagy szerves polimerek) adják, amelyek felületén óriási elektrosztatikus töltés halmozódik fel. A váz mechanikai tartása helyettesíti vagy egészíti ki a plazma saját önkonfinálását (összetartását).
3. A legújabb tudományos kapcsolatok: a Poros Plazma modern atmoszféra-fizikája nem is választja el teljesen ezt a két elképzelést. A legújabb elméleti keretek (például a Dusty Plasma Spheromak modellek) a kettő ötvözetére épülnek: a villámcsapás által elpárologtatott szilícium nanorészecskék formájában kondenzálódik. Ezek a nanorészecskék a plazmában intenzíven feltöltődnek, és egy erősen csatolt poros plazmát alkotnak. Ha a rendszer lehűl, a Γ paraméter növekszik: a folyadékszerű poros plazma fázisból a részecskék elkezdenek fizikailag is összetapadni, létrehozva a szilárd aerogél vázat. A folyadékplazma egy dinamikus (kötések nélküli) analógiája annak, amit a polimerváz strukturális (kötésekkel rendelkező) módon valósít meg. A természetben a gömbvillám élete során a kettő egymásba is alakulhat: a forró, erősen csatolt folyadékplazma a hűlés során alakítja ki a szilárd nanovázat.
 
Megj. 2.: https://bencsik.rs3.hu/component/content/category/988-lehetseges-hogy-sok-fele-goembvillam-letezik.html?Itemid=101 dolgozatban egy oszcillációs gömbvillám modellt ismertettünk. A modell érdekessége, hogy a gömbhöz vízpára is szükséges: a gömbnek kb. mikro-Coulomb (μC) nagyságrendű töltése, és a belső Joule-hőtermelése pedig egy oszcilláló elektrodinamikai folyamat, egy elektrosztatikus és gázdinamikai egyensúlyi állapot. Ha egy plazma gömbnek többlet töltése van, a benne lévő azonos töltésű részecskék (például a feleslegben lévő pozitív ionok) a Coulomb-taszítás miatt sugárirányban, a gömb középpontjától a szélei felé akarnak haladni. Ha csak a taszítás működne, a gömb robbanás szerűen tágulna a Coulomb-taszítás miatt.
A stabilitást egy a polarizált vízpára burok biztosítja, a modell szerint. A gömb közepén lévő nettó töltés a környező levegő semleges molekuláit (a vízmolekulákat, vízpárát, amelyek dipólusok) elektromosan polarizálja. A polarizált vízmolekulákból álló réteg árnyékolja a belső elektromos mezőt, és hozzájárulhat a töltéskonfiguráció stabilizálásához. A polarizált molekulák egy sűrű burkot alkotnak a gömb felszínén, felületi feszültséghez hasonló a jelenséget okozva, amit Bychkov nem említ. Az eredmény egy gömbszimmetrikus, táguló-visszahúzódó nagyfrekvenciás oszcilláló mozgás, amely fenntartja a gömb alakot.
A modell szerint az oszcilláló mozgás árama fűti a gömböt, a Joule-hő csak a belső töltésmozgásból származik. Ahogy a nC-μC nagyságrendű szabad töltések a plazma saját belső elektromos mezőjében mozognak, folyamatosan ütköznek a levegő semleges molekuláival. Az elektromos áram és az ellenállás (a plazma ellenállása) Joule-hőt termel a gömb belsejében. A belső fűtés tartja ionizáltan és izzásban a gázt, világít, és biztosítja azt a belső magas hőmérsékletet is, ami a hőlégballon-szerű lebegéshez szükséges.
A működéshez nincs szükség külső térerőre, vagy toroid alakú forgásra, de vízpára szükséges a modellhez. A pulzálás frekvenciája a 100 kHz-es tartománytól a MHz-es becsült tartományig terjedhet, a paraméterek függvényében. A vízpára-burok elméleti vastagsága néhány mikrométer és néhány milliméter közé esik, a plazmamag pontos töltésétől és a páratartalomtól függően. Ha a megosztott töltés 1 μC és a gömb sugara 10 cm, a felszíni elektromos térerősség kb. 9x105 V/m, ami a levegő átütési feszültsége 3x106 V/m alatt van, tehát a gömb stabil maradhat, nem sül ki azonnal.
Azért hogy a térerősség a vízmolekulákat polarizált állapotban tartsa a hőmozgással szemben, a sűrűbb vízpára-kondenzátumnak egy 0.1 - 2 mm vastagságú makroszkopikus átmeneti zónát (gradiens sávot) alkot a plazma szélén, így a vízpára-buroknak kettős szerkezete van: egy 1 - 100 μm vastagságú, tisztán elektrosztatikus polarizációs mag, ahol a dipólusok tökéletesen rendezettek. Egy ehhez kapcsolódó 0.1 - 2 mm vastagságú, sűrűbb, ködszerű gázdinamikai védőréteg, amely a hőmérséklet- és nyomáskülönbséget fenntartja a külső környezettel.
A modell szerkezete: 1 nC -10 μC (ami meglepően kicsi) → vízpára* jelenlétében a polarizáció miatt átalakul gömb alakra → pulzálás miatti töltésáramlás → a gömbvillámot stabilizáló Joule hő, valószínűleg negatív differenciális elleálláson (NDR) disszipálva→ az oszcilláció energiája elfogy, kihűl, a gömbvillám kialszik. Tegyük hozzá, hogy az NDR jelenség nem feltétlenül szükséges a működéshez.
 
Megj. 3.: A híres kínai gömbvillám spektrum mérés esetén 3140 Kelvin, vagyis  2865 °C-os a gömb felülete. Kérdéses, hogy a műszerük mérhette-e a szén vonalakat is? A kínai kutatók műszere nem mért szén (C) vonalakat a híres 2012-es gömbvillám-észlelés során. A Jianyong Cen, Ping Yuan és Simin Xue által publikált mérési eredmények alapján a spektrográf kizárólag a következő elemek emissziós vonalait mutatta ki egyértelműen:Szilícium, Vas, Kalcium, Nitrogén, Oxigén.
A szén jelenléte a gömbvillámok elméleti modelljében, pl. az úgynevezett Abrahamson-Dinniss-féle elméletben kulcsfontosságú. E modell szerint amikor a villám belecsap a földbe, a talajban lévő szén (pl. korhadó növények, gyökerek) elvonja az oxigént a talaj szilícium-dioxidjától (redukció), így tiszta szilícium-gőz keletkezik, ami aztán a levegőben lassan újraoxidálódik és világít. A mérés során azonban magát a szenet közvetlenül nem tudták spektroszkópiával azonosítani. Az, hogy a műszer nem mutatott ki szénvonalakat, nem jelenti azt, hogy egyáltalán nem volt szén a gömbvillámban, csak nem mérték, aminek több technikai és fizikai oka is van. A műszer mérési tartománya: a kínai kutatók rés-nélküli spektrográfot használtak, amely a látható fény tartományában (kb. 400 és 1000 nanométer között) rögzítette az adatokat. A szén (C) legintenzívebb, könnyen azonosítható atomi emissziós vonalai viszont a közel láthatatlan ultraibolya (UV) tartományba esnek (250 nm alatt). Ha a szén nem tiszta atomi formában, hanem szén-monoxiddá (CO) vagy szén-dioxiddá (CO₂) égve volt jelen, akkor teljesen más, nehezebben azonosítható molekuláris sávokat produkált, amelyeket elnyomott a többi elem erős ragyogása. A talaj összetétele: aillámcsapás helyszínén (a tibeti Qinghai-fennsíkon) a talaj gazdag volt szilíciumban, vasban és kalciumban. Ezek az elemek a 3140 Kelvines hőmérsékleten olyan erős fényt bocsátottak ki, hogy túlragyogták és elfedték a gyengébb spektrumvonalakat. A mérés tehát nem cáfolta meg a szén jelenlétét, csupán a szilícium, a vas és a kalcium jelenlétét tudta 100%-os biztonsággal bizonyítani.
A gömbvillámban az elemek nem statikusan égtek, hanem a magban és a külső burkolatban teljesen eltérő módon áramlottak és változtak a gömbvillám rövid, 1,3 másodperces élettartama alatt. A kínai kutatók nagysebességű (3000 képkocka/másodperc) kamerája és a spektrum időbeli elemzése alapján az áramlás így nézett ki: a belső mag (hőmérséklet: ~4900 K) legbelsejében zajlott a legintenzívebb párolgás. Itt áramlott a szilícium (Si) és a vas (Fe) gőze. A rendkívül magas hőmérséklet miatt a vas ionizált állapotban is jelen volt (Fe II). A külső burok (Hőmérséklet: ~3140 K): a magot egy hűvösebb gázburok vette körül, itt koncentrálódott a kalcium (Ca), valamint a környező levegőből beszívott nitrogén (N) és oxigén (O). A kezdeti kilökődés (0 és 0,2 másodperc között): amikor a fő villámcsapás elérte a földet, a talajból (szilícium-dioxid és vas-oxidok) egy magas nyomású, izzó plazmagömb lökődött ki a levegőbe. Ekkor a vas és a szilícium fénylése dominált, a gömb ekkor volt a legfényesebb és legforróbb. Környező levegő beszívása (0,2 és 0,6 másodperc között): ahogy a gömb haladt a talaj felett, a hőtágulás és a belső áramlások miatt a környező levegőt (oxigént és nitrogént) folyamatosan beszívta a külső burkába. Ez az oxigén táplálta a belső szilícium- és vasgőzök lassú égését (oxidációját). Anyagvesztés és lehűlés (0,6 másodperctől a megsemmisülésig): a gömbvillám nem volt tökéletesen zárt. A nehezebb elemek, különösen a vasgőz, fokozatosan elkezdtek kifelé áramlani a magból a burkolat felé, miközben hűltek le. A vas és a kalcium intenzív rekombinációja (az elektronok visszatérése az atomokhoz) okozta azt, hogy a gömb színe a kezdeti fehéres-liláról izzó narancssárgára és vörösesre váltott. A mérés legfőbb szenzációja éppen ez volt: bizonyította, hogy a gömbvillám lényegében egy áramló, öntápláló kémiai reaktor, ahol a talajból származó fémgőzök, esetleg szénvegyületek égnek, áramlanak a légköri oxigénnel keveredve. Amiből az következik, hogy a por-plazma modellek helyesek, de nem zárják ki a vízpárás modellek működését. 
 
Megj. 4.: A gömbvillámok keletkezésére, a gömb kialakulására vonatkozóan a streamer-elmélet egy erős és fizikailag alátámasztható  elképzelés, de a tudományos közösség számos más mechanizmust is kidolgozott. A viharfelhőkből induló, lefelé tartó villámcsapás előfutáraként egy földi, vékony, ionizált gázcsatorna, úgynevezett streamer jön létre. Ennek a csatornának a csúcsán (fején) extrém magas, a környező átlagos térerőt sokszorosan meghaladó elektromos térerő koncentrálódik. A talaj elérése és párolgás: amikor egy intenzív, nagy energiájú streamer nem találkozik a felülről leinduló „vezérvillámmal”, (a leaderrel), és a felszínen lévő anyagokat – például a homok, szilícium, szén vagy fémek – elpárologtatja. A szilícium és más elemek gőze a stereamerből egy lebegő, izzó gömbbé áll össze. (A Rayleigh–Plateau-instabilitás (gyakran csak Plateau-féle instabilitás néven) egy fizikai jelenség, amely megmagyarázza, miért esik szét cseppekre egy folyadéksugár, ha szabadon folyik.A folyamat a folyadékok felületi feszültségén alapul. A folyadékok arra törekednek, hogy a legkisebb energiájú állapotot érjék el, amihez a legkisebb felületre van szükség. A hengeres alak instabilitása: egy folyadékhenger (pl. egy vízsugár) ugyanakkora térfogat mellett nagyobb felülettel rendelkezik, mint több, azonos térfogatú gömb alakú csepp. Amikor a folyadék folyik, a legkisebb zavaró hatás miatt a átmérője elkezd hullámozni: vékonyabb és vastagabb részek alakulnak ki. A felületi feszültség hatására a vékonyabb szakaszokon a felületi feszültség jobban összehúzza a folyadékot, nagyobb nyomást hozva létre, mint a vastagabb szakaszokon. Emiatt az anyag a vékonyabb részekből a vastagabbak felé áramlik. A nyakak vékonyabbak lesznek, míg a sugár végül cseppekre szakad. Az elvet először Joseph Plateau (belga fizikus) figyelte meg szappanhártyákon, a pontos matematikai levezetést pedig Lord Rayleigh (angol fizikus) alkotta meg. A tintasugaras nyomtatók ezt az elvet alkalmazzák, amikor a tintát precíz, egyforma méretű cseppekre bontják és a papírra lövik. Vagy polimer szálak készítésekor a megolvadt anyagot vékony sugárban préselik ki, amely a fagyás előtt pontosan ezen elv miatt válhat cseppekké. Ha kinyitjuk a csapot, és a víz lassan folyik, egybefüggő sugár indul el, de egy bizonyos távolság után a sugár automatikusan cseppekre esik szét.
Az elektrodinamikában a plazmaszál geometriáját a Z-pinch instabilitásai szétrombolják, majd a plazma belső áramai és örvényei egy zárt, önfenntartó, gömbszimmetrikus Taylor-állapotba rendeződnek, amelyet a matematikai fizika szférikus Bessel-függvényekkel ír le.) Ahelyett, hogy a plazmagömb azonnal szétoszlana, a szén, szilíciumrészecskék és a levegő oxigénje közötti lassú kémiai reakció (égés) miatt az izzó gömb fenntartja önmagát, így jön létre a szokatlanul hosszú életű és lassan mozgó gömbvillám
1. Más kémiai és nanorészecske-aggregációs modellek: A vonalas villámcsapás a talajban lévő szilícium-dioxidot (SiO₂) redukálja szilícium-nanorészecskékké. A lökőhullám ezeket a részecskéket a levegőbe repíti, ahol egy laza szerkezetű, izzó gömbbé állnak össze, majd a levegő oxigénjével lassan reagálva (égve) világítanak.
Aerogél és polimer hálózatok: a villámcsapás helyszínén lévő szerves anyagok, korom vagy füst mikroszkopikus hálózatot (aerogélt) alkotnak, amely elektromosan feltöltődik, bezárja a forró plazmát, és gömb alakot vesz fel.
2. Elektromágneses és sugárzási fókuszálási modellek, a mikrohullámú üregrezonancia (Kapica-féle modell): A villámkisülés után visszamaradó, intenzív rádiófrekvenciás vagy mikrohullámú sugárzás egy lokális pontban (gócpontban) fókuszálódik. A sugárzás ionizálja a levegőt, és egy folyamatosan táplált plazmagömböt hoz létre.
Mágneses fluxuskötelek (Mendel-féle modell): a villámcsatorna mentén kialakuló erős mágneses terek egymásba fonódnak és gyűrűvé (tóruszká) záródnak be. Ez a mágneses csapda tartja egyben az ionizált gázt a kezdeti pillanattól kezdve.
3. Atmoszférikus és elektrosztatikus modellek:
Gázkisüléses koncentráció (relatív töltéskoncentráció): a viharos elektromos mezőben egy lokális töltéssűrűsödés alakul ki például egy hegyes tárgy vagy elektromos vezeték közelében, amely nem sül ki azonnal egy egyenes csatornában, hanem egy önfenntartó, gömb alakú koronavonássá alakul.
Üvegfelületi indukció: amikor a villám egy zárt tér (például ház vagy repülőgép) ablakához közel csap le, az üveg felületén felhalmozódó ionok a túloldalon lévő levegőt ionizálják, és a belső térben egy új plazmagömböt indítanak el. A Szent Elmo tűz leválna? A klasszikus fizika szerint a Szent Elmo tüze nem tud leválni a tárgyról, mert  egy folyamatos, helyhez kötött koronakisülés. A határterületi fizika és egyes gömbvillám-modellek szerint létezik olyan átmeneti állapot, amikor a koronakisülés gömbbé alakul és elszakad a hordozótól. A két állapot közötti különbségek és az elválás mechanizmusa a következőképpen foglalható össze: A Szent Elmo tüze azért világít, mert a hegyes tárgy (árbóc, repülőgép szárnya) csúcsánál a viharfelhő elektromos mezeje annyira felerősödik, hogy helyben ionizálja a levegő molekuláit, egy helyhez kötött plazma. Egy "hideg plazma", ami csak a fémtárgy közvetlen környezetében (pár centiméterre) tud létezni. Ha a plazma eltávolodna a csúcstól, ott a térerő azonnal lecsökkenne, az ionizáció megszűnne, és a fény kialudna. A szemtanúk beszámolói és a plazmafizikai modellek leírnak egy olyan folyamatot, amikor az Elmo-tűzből önállóan mozgó plazmagömb születik, ami a korábban említett streamer-elmélethez is kapcsolódik: túltöltődés miatti instabilitás.  Ha a háttérben lévő elektromos térerő hirtelen megemelkedik (pl. egy közeli villámcsapás előtt), az Elmo-tűz kisülési csatornái (streamerei) intenzívvé válnak. Térfogati töltés leválás: a csúcsból kiinduló elektronáramlás egy lokális, sűrű töltésfelhőt (plazmoidot) hoz létre a levegőben. Ha a külső elektromos mező profilja megfelelő, ez a plazmatömörülés önfenntartóvá válhat, elszakad a fémtárgytól, és mint gömbvillám lebeg tovább a térben. Ha a koronakisülés olyan intenzív, hogy a hordozó anyagából (pl. fémből, akkusarúból, szigetelőből vagy a felületi  szennyeződésekből) atomokat párologtat ki, ezek az izzó gőzök a leválás után is képesek fenntartani a gömb alakú fényjelenséget.
 
 
 *Dr. Vlagyimir Lvovics Bicskov (angol szakirodalmi nevén Vladimir Lvovich Bychkov) a Moszkvai Állami Egyetem fizikaprofesszora, a fizikai és matematikai tudományok doktora, és a nemzetközi gömbvillám-kutatás egyik ismert, vezető alakja. Bicskov professzor szerint a gömbvillám egy sűrű, töltött részecskékből álló plazmagömb. Minden villám hordozza a lehetőséget. Kutatásai szerint minden hagyományos, vonalas villámcsapás képes gömbvillámot generálni. Elektromágneses folyamat végeredménye:  a viharfelhőkben felhalmozódott statikus energiából táplálkozik.
Az aerogél / nanohálózat elméletek egyike: a villámcsapás során a levegőben lévő porból, koromból és fémrészecskékből egy  könnyű, lyukacsos nanohálózat (aerogél) áll össze, amely töltést hordoz, és a rajta lévő vegyi anyagok lassú égése miatt stabilizál. (Vlagyimir L. Bicskov, Anatolij I. Nyikitin, Ilia P. Ivanenko, Tamara F. Nyikitina, Alexander M. Velichko, Igor A. Nosikov.: Gömbvillám áthalad egy üvegen anélkül, hogy eltörne az üveg, Légkörfizikai és Nap-Földfizikai Folyóirat, 2016. december, pp: 69-76​, B.:150–151. Elsevier) 
Megvizsgáltak egy ablaküveget, amelyen szabadon áthaladt a gömbvillám. Egy 0,24 mm átmérőjű üreget és egy 2 mm átmérőjű matt üvegből álló területet találtak. Ez apró anyagi tárgyak olvadt üvegen való áthaladásának eredménye lehet. Ez bizonyítékot szolgáltat a gömbvillám-modellek, mint anyagi test mellett.  Optikai és pásztázó mikroszkópok, valamint lézernyalábos vizsgálat segítségével a 20 cm -es gömbvillám hatást kiváltó üvegben nyomokat találtunk: az üvegben egy 1-2 mm-es területet találtunk, amelynek közepén egy 0,24 mm átmérőjű üreg található. Ez a BL „anyagi” jellegére utal. A BL kis lyukakon való áthatolásának és ilyen lyukak „létrehozásának” képessége számos nehéz kérdést vet fel a kutatók számára.