Принципиально новую кластерную модель шаровой молнии предложил член-корреспондент РАН Асхаб Асхабов: шаровая молния — это плазменный кристалл, образованный кватаронами воды. Гипотеза позволяет объяснить большинство замеченных наблюдателями свойств шаровой молнии, в том числе ее разрушительное действие.

Шаровая молния — явление известное, но достаточно редкое. Сам факт ее существования сомнений не вызывает, но природа и механизм образования не вполне понятны. Чтобы исследовать шаровую молнию, желательно научиться воспроизводить ее в лабораторных условиях, а это ученым пока не удается. Они получают короткоживущие светящиеся образования, но не могут утверждать, что это и есть шаровые молнии.

Исследователи разных стран выдвинули множество предположений о природе шаровой молнии, однако ни одно из них не получило всеобщего признания. Наиболее аргументированной можно считать кластерную гипотезу российского ученого И. П. Стаханова, согласно которой шаровая молния состоит из необычной плазмы — положительных и отрицательных ионов, облепленных молекулами воды, придающими молнии стабильность.

Принципиально новая кластерная модель шаровой молнии предложена членом-корреспондентом РАН Асхабом Асхабовым: шаровая молния — это плазменный кристалл, образованный кватаронами воды.

Гипотеза А. М. Асхабова основана на идее существования полых нанокластеров воды, кватаронов. Более 100 лет назад шотландский ученый Чарльз Вильсон установил, что водяной пар содержит электрически нейтральные кластеры водных молекул. Затем их существование неоднократно подтверждали экспериментально, а несколько лет назад А. М. Асхабов теоретически обосновал возникновение кватаронов. Согласно его теории, кластеры воды самопроизвольно возникают в пересыщенном водяном паре. Они могут состоять из разного количества молекул воды и образуют различные пространственные структуры. По сути, речь идет о новом состоянии вещества, к которому неприменимы обычные характеристики газообразного, жидкого или твердого состояния. Конденсируясь, электрически нейтральные клатароны образуют жидкую воду. Если же кватароны атмосферного водяного пара несут одноименные заряды, то конденсироваться они не смогут, но при определенных условиях могут сформировать упорядоченные структуры. Подобные структуры, образованные в плазме заряженными частицами, хорошо изучены. По мнению А. М. Асхабова, шаровая молния — это особая плазма, в которой в роли частиц выступают заряженные кватароны.

Поскольку кватароны состоят из десятков и даже сотен молекул, то заряд на них должен быть достаточно большим. Однако при больших зарядах увеличивается среднее расстояние между частицами и уменьшается сила кулоновского взаимодействия между ними, что приводит к распаду шаровой молнии.

Кватаронная модель позволяет объяснить разрушительное действие шаровой молнии. Согласно кватаронной модели, необходимая энергия, которая обеспечивает также поддержание и свечение молнии, состоит из энергии образующих ее частиц. Расчеты показывают, что эта энергия, в зависимости от величины заряда на кватаронах, может достигать сотен и даже десятков тысяч джоулей — этого вполне достаточно для любых «подвигов» шаровой молнии.

По мнению автора гипотезы, все свойства шаровой молнии можно объяснить концентрацией и размером кватаронов, а также величиной заряда на них. Именно от этих параметров зависит плотность энергии внутри шара. Не исключено, что такую же природу имеют и напоминающие шаровую молнию светящиеся образования, получаемые в лаборатории. И, наконец, кватароны могут, в принципе, возникать и в парах других веществ и также образовывать светящиеся шары.

Работу учёного поддерживают РФФИ и программы фундаментальных исследований Отделения наук о Земле РАН.