Quelques modèles basés sur une boule de plasma

Mis à part le modèle chimique, tous les modèles tentant d'expliquer de façon sérieuse le phénomène le considèrent comme une boule de plasma, avec des modes de confinement et des sources d'énergie variées.

Le noeud électromagnétique

Cette hypothèse datant du milieu du siècle a été remise au goût du jour par Rañada et Trueba. Elle présente la boule de plasma comme parcourue par des lignes de courant bouclées sur elles-mêmes et s'interpénétrant de façon à se confiner les unes les autres par les champs magnétiques qu'elles créent.
Ce modèle requiert une conductivité très élevée pour que la structure ne se dissippe pas instantanément par effet Joule ; ceci est rendu possible pour de très hautes températures (30000 K), qui sont largement obtenues après le passage d'un éclair.
Une fois créée, la boule dissipe son énergie sous forme thermique et lumineuse (par rayonnement de type corps noir). Cela diminue sa température, jusqu'à ce que la conductivité du plasma soit trop faible pour assurer la stabilité. La boule de feu finit donc sa vie par une explosion ou se dissippe rapidement.

L'inconvénient majeur de ce modèle est qu'il met en jeu des températures très élevées : une telle boule de feu serait beaucoup plus lumineuse que ce qui a été observé.

Les interférences d'ondes radio

Lors d'un orage, de puissants champs électromagnétiques sont générés dans la gamme de fréquence du gigahertz. En 1955, Kapitza a suggéré que leurs interférences constructives pourraient atteindre en un point précis une intensité suffisante pour ioniser l'air.

Beaucoup plus récemment, Ohtsuki et Ofuruton se sont attachés à reproduire ce phénomène en laboratoire. Pour ce faire, ils ont généré de tels champs électromagnétiques qu'ils ont confinés dans un cylindre métallique. Ils ont ensuite pu observer à l'aide d'une caméra vidéo des boules de plasma qui se sont formées au point où les interférences constructives sont maximales. Ces boules pouvaient présenter divers comportements, et avaient une durée de vie de l'ordre de la minute.

Quelques images des structures observées dans la cavité résonante par les physiciens japonais.

Notons que les champs électromagnétiques utilisés pour cette expérience sont d'intensité largement supérieure à ceux que l'on a mesurés dans la nature lors des orages. Les boules de feu ainsi créées ne sont donc probablement pas de même nature que celles qui ont été observées. Cependant, un tel modèle pour la foudre en boule reste plausible.