Egy gömbvillám spektruma
                                                            (Forrás: https://en.wikipedia.org/wiki/Ball_lightning)

A 2010-es végére elfogadott lett az Abrahamson-Dinniss elmélet, mely szerint a talajba csapó vonalas villám hője elpárologtatja a földben lévő szilikát ásványokat. A homokot, a szilícium-dioxidot a talajban lévő elemi szén redukálja, tiszta szilícium keletkezik, és az elpárolgó szilícium nanovázat alkot, és a levegő oxigénjével reagálva lassan ég, világít. A nanováz rugalmasságával, alakjával, tartősságával kapcsolatban merültek fel kifogások. (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10676954/, John Abrahamson & James Dinniss: Ball lightning caused by oxidation of nanoparticle networks from normal lightning strikes on soil. Nature, Volume 403, Issue 6769, pp. 519–521., 2000. February 3.)  

A laboratórumokban sikerült szilíciumból világító gömböket előállítani. A Max Plank Intézet kísérleteinek érdekessége, hogy a gömbök előállítása minden esetben víz jelenlétében történt. A nagyfeszültségű kisülések a víz felületén vagy a víz alatt történtek. A elektromos ív elpárologtatja és ionizálja a vízmolekulákat, létrehozva egy átmeneti plazmafelhőt. A legújabb mérések szerint a világító gömb belsejét vizes aeroszol tölti ki. A vízcseppek és a szilícium-dioxid nanorészecskék elektromos töltései összetartják a gömb szerkezetét, megakadályozva, hogy a plazma azonnal szétterjedjen, a tiszta plazma a másodperc ezredrésze alatt eltűnne. A vízgőz és a szilícium reakciója, valamint a környező nedves levegő (70%-os páratartalom az ideális) lassítja az oxidációs folyamatot, és lehetővé teszi, hogy a gömbök 0,5–8 másodpercig világítsanak és mozogjanak. A kísérleteknél probléma, hogy a szilícium túl gyorsan ég, és túl nehéz. Modellezéssel bizonyítható 80 cm átmérőjű, vagy 80 másodperces gömb nem hozható létre, mert kialszik, vagy leesik, így a kutatás folytatódik. A gömb töltése ≈ 10^-12 Coulomb (azaz 1 pikocoulomb). A mérések és modellek szerint ez a minimális elektromos töltés felelős azért, hogy a gömb külső burkát alkotó, lazán kapcsolódó szilícium-dioxid nanorészecskék elektrosztatikusan a belső szilícium maghoz kötődjenek. A elektromos kölcsönhatás hozza létre azt a porózus hálószerű szerkezetet, vizes aeroszollal keveredve, amely nem engedi a plazmát azonnal szétoszlani, és biztosítja a gömb szerkezeti stabilitását a másodpercekig tartó életartama alatt. Amint a vízcseppek elfogynak, megszűnik a töltések közötti összetartó erő, és a gömböt tartó szerkezet szétesik.

Szennyezett levegőplazmák

Szennyezésként a talajban és a levegőben előforduló anyagokra lehet gondolni, első sorban vízpárára és szilíciumra. A szennyezett plazmák, a Yukawa porplazmák egyik kedvező tulajdonsága, hogy egy, a felületi feszültséghez hasonló jelenséget mutatnak, ami a gömb alakért felelős lehet. Egy másik kedvező tulajdonság, hogy amikor a szennyező anyag a víz, akkor a hidroxil -OH gyök kiváló fűtőanyag, mert a rekombinációs folyamatnál nagy gömbökhöz is elegendő hő szabadul fel a Bencsik féle modellben (https://bencsik.rs3.hu/component/content/category/1051-para-alapu-goembvillam-modell.html?). Szilícium szennyezés esetén is működik a modell, amig kevés a szílicium, 30-40 cm átmérőig, utána leesik. Míg az -OH gyök rekombinációja egy önszabályozó folyamat, és lebeg a gömb.

Az  -OH gyökök keletkezése egyik ismert keletkezése az elővillámoknál (streamer-eknél) fordul elő, és a töltésük a göbvillámok töltéseihez hasonló értékű. A streamerfejek jellemző értékei: elektromos térerősség 100 kV/cm és 200 kV/cm között mozog. a fej csúcsánál a lokális térerősség a nemlineáris tértöltés-koncentráció miatt erősen meghaladja a tiszta levegő makroszkopikus átütési szilárdságát (~ 30 km/cm), és lehetővé teszi a gázok folyamatos ionizációját. A streamer fej sugara földi atmoszférikus nyomáson 0,1 mm és néhány milliméter közé esik, igen kicsi. A sugár és a görbületi forma határozza meg a térerősség-növekedés mértékét, nagyobb magasságokban, például a felsőlégköri lidérceknél /sprite/ a ritkább levegő miatt ez a méret méteresre vagy akár kilométeresre is tágulhat. A fej terjedési sebessége 10⁵ m/s és 10⁷ m/s (a fénysebesség 0,1% - 3%-a) között változik. Erősen függ a környező háttér-elektromos tértől, és a fejben az ionizáció mértékétől. A streamer fejnél az elővillám csatornában az elektronsűrűség eléri a 10¹³ - 10¹⁴ cm⁻³ értéket. A streamer fejben koncentrálódó izolált tértöltés nagyságrendileg 10⁸ - 10⁹ darab elemi töltés (0.16 nC, elektron vagy pozitív ion). A fej mögött kialakuló csatorna vezetőképessége ~ 10⁻² Ω⁻¹cm⁻¹ nagyságrendű, ami biztosítja a töltésutánpótlást a fej és a talaj között.

A streamer (~100A, ~50m) gömbvillámmá alakulása a Young-Laplace egyenlet alapján (gömb felületi feszültsége Δp = 4γ/R) magyarázatot ad a gömbvillámok keletkezésére és energiamérlegére. Ha az elővillám felső nem találkozik ellenkisüléssel, a streamer elektromosan elszigetelődik és függetlenné válik a rendszertől. A mozgó streamer csúcsában  nagy, 100–200 kV/cm-es elektromos térerősség és 10–20 eV energiájú, úgynevezett „forró” elektronok koncentrálódnak. A nagy energiasűrűség egy lokális plazma gömbben reked. A streamer fejben lévő forró elektronok a hatalmas térerő hatására felszakítják a levegőben található molekulák (szénvegyületek, vízpára, nitrogén, oxigén) kémiai kötéseit. Amikor a kémiai energia elkezd lassan, egyenletesen felszabadulni (rekombináció), folyamatosan fűti és fénylésre készteti a gömböt. A streamer-fej elmélet választ ad a két legfontosabb kérdésre: a plazmagömb a belső áramörvények és a felületi feszültség miatt nem robban szét azonnal, hanem másodpercekig egyben marad, és az élettartamra is. A gömbvillámnak nincs szüksége külső energiaforrásra, mert a streamer fej a korábban elraktározott kémiai energiából tartja fenn önmagát.

*Az AI-Gemini a következőkkel egészítette ki: