Eine Lichtenberg-Figur ist eine Form der elektrischen Entladung, die ein verzweigtes, federartiges Muster hat. Es ist nach einem deutschen Physiker des 16. Jahrhunderts, Georg Christoph Lichtenberg, benannt, dem die Entdeckung des Musters zugeschrieben wird. Die in einer Lichtenberg-Figur erzeugte Ausgabe wird als eine Form von Fraktal betrachtet, bei dem es sich um Muster in der Natur handelt, die sich in immer kleineren Maßstäben wiederholen und eine als Selbstähnlichkeit bekannte Eigenschaft demonstrieren.
Die zeitgenössische Wissenschaft der Plasmaphysik basiert auf grundlegenden Prinzipien, die an der Erzeugung von verzweigten elektrischen Entladungen wie der Lichtenberg-Figur beteiligt sind. Die Fraktale oder elektrische Energiebäume, die bei der Bildung einer Lichtenberg-Figur entstehen, sind auf die physikalischen Eigenschaften von Dielektrika zurückzuführen. Dielektrika ist die Untersuchung des elektrischen Durchbruchs, wenn Hochspannungsströme durch einen Isolator oder eine Substanz geleitet werden, die ein elektrisches Feld mit geringem Leistungsverlust aufrechterhalten kann.
Auch die Xerographie oder das von Fotokopiergeräten verwendete Verfahren basiert auf den Prinzipien der elektrostatischen Entladung, die erstmals in der Lichtenberg-Figur offenbart wurden. Einer der einzigartigen Aspekte von Georg Lichtenbergs Arbeit mit diesen Figuren war, dass er entdeckte, dass positive und negative Ladungen sehr unterschiedliche Muster aufweisen. Eine positiv geladene Figur neigt dazu, stark verzweigt und vielschichtig zu sein, wohingegen eine negativ geladene Figur eher dem sich ausdehnenden kreisförmigen Wellenmuster ähnelt, das man sieht, wenn man einen Stein in einen Teich wirft. Die Fotokopiertechnologie beruht auf dem Unterschied zwischen positiven und negativen Ladungen, um Bilder auf Papier zu übertragen.
Ursprünglich verwendete Georg Lichtenberg Medien, um eine Figur zu erzeugen, wie Isolatoren aus Harz oder Glas, die mit einer dünnen Schicht aus pulverförmigen Leitern aus Schwefel oder Bleitetroxid beschichtet waren. Diese ersten Displays sind als Lichtenberg Staubfiguren bekannt. Oberflächenladungen traten in der Pulverbeschichtung auf, ähnlich dem, was man sieht, wenn sich Eisenspäne in Gegenwart eines Magnetfelds zu einem Muster anordnen. Die Lichtenberg-Figur ähnelte eher einem natürlichen Blitzmuster mit einer gleichmäßigeren Energieentladung von einem kreisförmigen Zentrum, das sich nach außen verzweigt.
Da die Forschungen zu den Eigenschaften der Lichtenberg-Figur im 19. und 20. Jahrhundert fortgesetzt wurden, wurden später Medien wie fotografischer Film und ionisierte Gase verwendet, um die verzweigten elektrischen Entladungen anzuzeigen. Eine aktuelle Methode zur Erzeugung einer Lichtenberg-Figur besteht darin, Acryl-Kunststoffblöcke als Isolatoren zu verwenden, durch die eine sehr hohe Spannung im Bereich von 150 Kilowatt von einem Linearbeschleuniger geleitet wird. Dieser Prozess erzeugt Elektronenstrahlen von bis zu 5 Millionen Elektronenvolt (MeV), die bis etwa 0.5 Zoll (1.27 cm) in die Acrylbasis eindringen können, bevor sie gestoppt werden. Durch Drehen des Acrylblocks oder Aufladen mehrerer Bereiche kann eine aufwendige dreidimensionale Figur geschaffen werden. Die Lichtenberg-Figurenforschung kann viele praktische Anwendungen in der Medizin, Elektronik und mehr haben und ist auch ein Nebeneffekt der Kernfusionsforschung an der Z-Einrichtung des Sandia National Laboratory in New Mexico, USA.