Jak zmierzyć napięcie burzy? Fizycy użyli cząstek kosmicznych

Zmierzenie potencjału elektrycznego chmury burzowej od dawna stanowiło ogromne wyzwanie dla naukowców. Tradycyjne metody, takie jak podłączanie mierników czy wysyłanie balonów badawczych, sprawdzają się jedynie w wyznaczonych punktach, podczas gdy burze potrafią zajmować obszary sięgające setek kilometrów kwadratowych i ulegają ciągłym zmianom. Z tego powodu badacze musieli sięgnąć po nietypowe narzędzie.

Okazało się, że idealnym detektorem są miony – cząstki powstające w wyniku zderzeń promieniowania kosmicznego z ziemską atmosferą. Ciężsi krewni elektronu bez przerwy docierają do powierzchni Ziemi, przenikając przez warstwy chmur i reagując na panujące w nich pola elektryczne.

Eksperyment w Indiach otworzył nowe możliwości

Metodę tę wykorzystano w ośrodku GRAPES-3, zlokalizowanym w Ooty na południu Indii, na wysokości około 2200 m n.p.m. Choć instalacja powstała pierwotnie z myślą o badaniu promieniowania kosmicznego, zgromadzone dane pozwoliły naukowcom zajrzeć w głąb potężnych struktur burzowych.

Analiza trajektorii i zachowania mionów lecących przez strefę wyładowań wykazała, że jedna z badanych chmur burzowych osiągnęła potencjał rzędu 1,3 gigawolta, co w przeliczeniu daje około 1,3 miliarda woltów. Tego typu pomiary rzucają zupełnie nowe światło na procesy fizyczne zachodzące w atmosferze i pozwalają lepiej zrozumieć potężne siły natury ukryte w chmurach.

Źródło: Spider's Web