俄亥俄州牛頓福爾斯附近有很多奇特的景象——沃爾瑪超市裡有供阿米甚馬車拴馬樁，陸軍基地裡直升機和坦克驕傲地排列在山坡上——但我來這裡是為了體驗最不尋常的東西：當地的“冰凍閃電製造機”。我來這裡是為了製造冰凍閃電。
肯特州立大學新束流裝置的「動力加速器」（Dynamitron）是一台四層樓高、電壓高達500萬伏特的粒子加速器，很像一台顯像管電視，只是體積更大。 （沒錯，顯像管電視就是家用粒子加速器。）動力加速器和電視都利用高電壓和磁場將電子束撞擊目標。在電視中，目標物是螢光屏；而在動力加速器中，目標物通常是被電子束硬化的塑膠管道組件。但當我加入由退休電氣工程師伯特·希克曼（Bert Hickman）和物理學家比爾·哈撒韋（Bill Hathaway）和金·戈因斯（Kim Goins）組成的團隊時，他們的研究成果是利希滕貝格圖，也就是將閃電永久記錄在一塊透明亞克力板上的圖像。
租來的Dynamitron高壓電子槍電壓調至約300萬伏，能將電子束穿透半英吋厚的壓克力板約一半的深度。這種塑膠是很好的絕緣體，因此會將電子困在板內。從機器裡出來的壓克力板看起來沒什麼變化，但裡面卻像個馬蜂窩，充滿了渴望掙脫束縛的電子。
如果任其自然，這些電子會被困住數小時，但用尖銳物體敲擊一下，就能打開一條通道，讓它們迅速逃脫。電子從積木的各個部分聚集起來，匯聚成越來越大的電流，最後匯聚到出口。電荷逸出時會發熱，並沿著分支路徑損壞塑料，留下永久的痕跡。如果你能看到閃電出現前那幾納秒的雷雲內部，你會看到類似的圖案。閃電並非憑空出現，它必須從整個雲層中聚集電荷。
你可以用影印機或印表機的墨粉和任何常見的靜電源（見下文）製作出類似的利希滕貝格圖形，雖然不如原版那麼持久。德國科學家格奧爾格·克里斯托夫·利希滕貝格在18世紀末首次嘗試了這種方法（他使用的是硫磺粉），這在當時被認為是電學史上最偉大的發現之一。如今，這些圖形是學習放電現象的絕佳方式，而且用昂貴的機器製作一個下午的紀念品也很不錯。
製作利希滕貝格圖
用細塵製作一個利希滕貝格圖形，就像利希滕貝格本人在 1777 年所做的那樣。
1.將尖銳的金屬尖端接觸絕緣材料片的中心。 （利希滕貝格使用的是樹脂；如今，透明丙烯酸樹脂效果也很好。）
2.使用溫姆斯赫斯特靜電產生器（如上圖所示）、范德格拉夫起馬達或在長毛地毯上用力摩擦來產生靜電，然後用手指或機器的電極接觸金屬觸點以釋放靜電。這會在塑膠上形成帶電的圖案。利希滕貝格圖就在那裡，只是你看不見而已。
3.將影印機墨粉吹到表面上。墨粉會吸附在靜電上，顯現出美麗的利希滕貝格圖形。利希滕貝格的發現最終促成了影印機和雷射印表機的發明，這些設備正是利用靜電將電荷排列成文字和圖像圖案。
本文已更新。原文刊登於2008年3月《大眾科學》雜誌。
