La forma en que pensamos iluminación tiende a ser algo direccional. Se arquea desde el cielo en crepitantes corrientes de electricidad, el símbolo mismo del poder de la tormenta.
pero hacia abajo No siempre es así como van los relámpagos.y los científicos acaban de realizar una primera medición que puede ayudarnos a comprender cómo se forma esta poderosa fuerza de la naturaleza.
En un determinado tipo de relámpago que cae hacia el cielo, llamado destellos positivos ascendentes, un equipo dirigido por el astrofísico Toma Oregel-Chaumont del Instituto Federal Suizo de Tecnología (EPFL) ha detectado y medido directamente la emisión de rayos X.
Los destellos positivos ascendentes son un tipo de relámpago que comienza con líderes cargados negativamente en un punto de gran altitud y asciende paso a paso hacia el cielo para conectarse con una nube de tormenta antes de transferir una carga positiva al suelo. Y la detección de radiación X podría ayudar a mitigar los daños causados por los rayos en todo el mundo.
“A nivel del mar, los destellos ascendentes son raros, pero podrían convertirse en el tipo dominante en altitudes elevadas”. Oregel-Chaumont dice. “También tienen el potencial de ser más dañinos, porque en un destello ascendente, el rayo permanece en contacto con una estructura durante más tiempo que durante un destello descendente, dándole más tiempo para transferir carga eléctrica”.
Los rayos X son un acompañamiento conocido de los rayos. Los hemos detectado en rayos descendentes, de nube a tierra, y en rayos disparados por cohetes, en ambos casos durante la fase descendente del líder del dardo negativo. Y se ha detectado en la fase líder del dardo del rayo negativo ascendente.
Pero la detección de rayos X en la fase líder del dardo de cuatro destellos de relámpagos positivos hacia arriba que brotan de la Torre Säntis en Suiza, dicen Oregel-Chaumont y su equipo, es una nueva herramienta para comprender los rayos.
“El mecanismo real por el cual los rayos se inician y propagan sigue siendo un misterio”. ellos explican. “La observación de rayos ascendentes desde estructuras altas como la torre Säntis permite correlacionar las mediciones de rayos X con otras cantidades medidas simultáneamente, como observaciones por vídeo de alta velocidad y corrientes eléctricas”.
La Torre Säntis está en una posición excelente para el estudio de los rayos. Diseñada y utilizada como torre de telecomunicaciones y estación de monitoreo meteorológico, la estructura de 124 metros de altura (407 pies) se encuentra en la cima del Monte Säntis de 2.502 metros (8.209 pies) en los Alpes de Appenzell.
Sobresaliendo como un dedo en el cielo, es un objetivo principal para los rayos; de hecho, rayos de electricidad lo golpean alrededor de 100 veces al año.
Debido a que es tan alto y hay vistas claras desde las montañas cercanas, es un lugar excelente para registrar y analizar el comportamiento de los rayos. Los investigadores captaron sus cuatro destellos ascendentes utilizando cámaras de alta velocidad; Incluso se grabó un destello a una asombrosa velocidad de 24.000 fotogramas por segundo.
Estas cámaras permitieron a los investigadores descubrir la diferencia entre los destellos positivos hacia arriba que emiten rayos X y los que no. La emisión de rayos X es muy breve, desaparece en el primer milisegundo de la formación del líder y se correlaciona con cambios muy rápidos en el campo eléctrico, así como con la velocidad a la que cambia la corriente.
Esto, dicen los investigadores, tiene implicaciones para mitigar la cantidad de destrucción causada por los rayos en las estructuras humanas.
“Como físico, me gusta poder comprender la teoría detrás de las observaciones, pero esta información también es importante para comprender los rayos desde una perspectiva de ingeniería”. Oregel-Chaumont dice.
“Cada vez se construyen más estructuras a gran altitud, como turbinas eólicas y aviones, con materiales compuestos. Estos son menos conductores que metales como el aluminio, por lo que se calientan más, lo que los hace vulnerables a los daños causados por los rayos desde arriba”.
La investigación del equipo ha sido publicada en Informes Científicos.