کشف جدیدی در رابطه صاعقه برای اولین‌بار در جهان_بام وطن

موارد مقداری می‌توانند به طور مکرر حیرت انسان‌ها را در سرتاسر جهان برانگیزند اما یکی از آن موارد رعد و برقی است که در آسمان شب ظاهر می‌شود. با این وجود صاعقه فراتر از زیبایی مسحورکننده‌ای که دارد، یک اتفاق طبیعی قوی و پیچیده است که دانشمندان تا این مدت در تلاش برای فهمیدن کامل آن می باشند.

رعد و برق به طور اشکال مختلفی در می‌آید، اما یکی از دلنشین‌ترین آنها رعد و برق به سمت بالا است. همانطور که از نام آن پیداست، رعد و برق به سمت بالا از بالای سازه‌های بلند همانند آسمان خراش‌ها، توربین‌های بادی یا برج‌های ارتباطی سرچشمه می‌گیرد و به سمت ابرها پرتاب می‌شود. این یک اتفاق نسبتا نادر است، اما می‌تواند صدمه قابل توجهی تشکیل کند.

به نقل از اس‌اف، یک گروه تحقیقاتی به سرپرستی توما اورگل-شومونت (Toma Oregel-Chaumont) از موسسه فناوری فدرال سوئیس در لوزان (EPFL) در مرکز تحقیقاتی رعد و برق سنتیس (Säntis) در کوه‌های آلپ آپنزل در شمال شرقی سوئیس به کشف دست یافتند. این مرکز منحصر به فرد در بالای کوه سنتیس، کوهی به ارتفاع ۲۵۰۲ متر قرار دارد که سالانه بیشتر از ۱۰۰ صاعقه مستقیم به برج ۱۲۴ متری خود را توانایی می‌کند. این برج تجهیزبه مجموعه‌ای از ابزارهای پیچیده از جمله دوربین‌های پرسرعت، آشکارسازهای اشعه ایکس، حسگرهای میدان الکتریکی و دستگاه‌های اندازه‌گیری جریان است.

با منفعت گیری از این ابزار، محققان چهار رعد و برق مثبت به سمت بالا را ضبط و تجزیه و تحلیل کردند. آنها انتشار کردن پرتو ایکس را در مرحله اولیه هدایتگر منفی رو به بالا که بخشی از رعد و برق است که به طور پلکانی از برج به سمت بالا انتشار می‌شود، شناسایی کردند. این اولین باری است که این چنین انتشاری از اشعه‌ایکس که مستقیما با روال «پلکانی» یک هدایتگر منفی رو به بالا مرتبط است، مشاهده می‌شود.

مکانیسم واقعی که رعد و برق توسط آن اغاز و انتشار می‌شود تا این مدت یک راز باقی مانده است. مشاهده صاعقه به سمت بالا از سازه‌های بلند همانند برج سنتیس این امکان را فراهم می‌کند که ربط اندازه‌گیری‌های اشعه ایکس با دیگر کمیت‌های اندازه‌گیری شده به طور همزمان، همانند مشاهدات ویدئویی با شدت بالا و جریان‌های الکتریکی بازدید شود.

فکر می‌شود پرتوهای ایکس مشاهده‌ شده در این مطالعه توسط فرآیندی تشکیل خواهد شد که وقتی اتفاق می‌افتد که الکترون‌ها به طور ناگهانی افت می‌یابند. میدان‌های الکتریکی شدیدی که در جریان تخلیه رعد و برق تشکیل می‌شود، الکترون‌ها را به شدت‌های بالا شتاب خواهند داد. هنگامی که این الکترون‌ها با مولکول‌های هوا برخورد می‌کنند، به طور ناگهانی کند خواهد شد و انرژی اضافی خود را به شکل اشعه ایکس آزاد می‌کنند.

دلنشین دقت است که محققان دریافتند که فرکانس و انرژی پالس‌های اشعه ایکس با گذشت زمان افت می‌یابد. این مشخص می کند که با دور شدن نوک هدایتگر از برج و افت قوت میدان الکتریکی، شرایط برای تشکیل اشعه ایکس مساعدتر می‌شود.

این مطالعه نه تنها فهمیدن اساسی ما از راه اندازی رعد و برق را ارتقا می‌دهد، بلکه پیامدهای عملی مهمی نیز دارد. با دقت به این که رعد و برق سالانه بیشتر از ۴۰۰۰ کشته و میلیاردها دلار خسارت در سراسر جهان تشکیل می‌کند و سوئیس به تنهایی ۱۵۰ هزار ضربه سالانه را تحمل می‌کند، فهمیدن بهتر نحوه شکل‌گیری صاعقه برای افت خطر و طراحی سیستم‌های حفاظتی موثرتر زیاد مهم است.

علاوه بر این، این مطالعه بر اهمیت تحقیقات چند رشته‌ای و مشارکتی در روبه رو با سؤالات علمی پیچیده پافشاری می‌کند. این گروه از متخصصان، الکتریسیته جوی، فیزیک پرانرژی و ابزار دقیق را برای طراحی و اجرای این آزمایش پیشگامانه گردهم آوردند.

مشاهدات در سنتیس ادامه دارد و دانشمندان تصمیم دارند یک حسگر مایکروویو را به زرادخانه تجهیزات برج اضافه کنند. این حسگر می‌تواند به تعیین این که آیا این فرآیند در رعد و برق رو به پایین نیز رخ می‌دهد یا خیر، پشتیبانی کند.