Када је Бењамин Франклин везао кључ за змаја и убацио га у олују, накратко је постао уређај прикључен у најјачи генератор енергије на Земљи.
Франклин је знао, као и већина људи, да су грмљавинске олује невероватно снажне. Истраживачи су покушали тачно да процене како снажни више од једног века, али увек су се појавили кратки - чак су и најсофистициранији ваздушни сензори неадекватни јер су грмљавински ветрови једноставно превелики и непредвидиви да би се могли мерити.
Сада, у раду објављеном 15. марта у часопису Пхисицал Ревиев Леттерс, истраживачи из Оотија у Индији пронашли су шокантан нови одговор - захваљујући малој помоћи неких космичких зрака.
Користећи низ сензора дизајнираних за мерење електричних поља и интензитета муона - тешких честица које непрестано падају из Земљине горње атмосфере, пропадајући док пролазе кроз материју - тим је измерио напон великог громобрана који се 18 минута котрљао изнад Оотија 1. децембра 2014. Истраживачи су открили да је у просеку облак био напуњен са око 1,3 гигаволта електричне енергије, што је 1,3 пута 10 ^ 9 волти - отприлике 10 милиона пута више напона него што га напаја типична утичница у Северна Америка.
"Ово објашњава зашто су грмљавински грмићи тако деструктивни", изјавила је коауторица студије Сунил Гупта, истраживачица космичких зрака на индијском Институту за фундаментална истраживања у Тати. "Ако растресите ову огромну количину енергије кроз било шта, то ће изазвати озбиљну девастацију."
Киша пада
Гупта и његове колеге примарно проучавају муоне - честице сличне електронима које настају када се космички зраци ударају у различите атоме у Земљиној атмосфери. Ове честице имају отприлике половину спина електрона, али 200 пута већу од тежине, и веома су добре у продирању у материју. Муон који пада из атмосфере може проћи дубоко у океан или миље под земљом у само делићу секунде, под условом да има довољно енергије.
Муони губе енергију када им нешто омета - рецимо, пирамида, на пример. Почетком 2018., научници су открили две до тада непознате коморе у Великој пирамиди у Гизи постављањем муонских детектора око структуре и мерећи где су честице изгубиле (а нису изгубиле) енергију. Муони који пролазе кроз камене зидове пирамиде изгубили су више енергије него муони који пролазе кроз велике, празне одаје. Резултати су омогућили истраживачима да направе нову мапу унутрашњости пирамиде, не постављајући се унутар ње.
Гупта и његове колеге користили су сличну методу за мапирање енергије унутар Ооти громова. Уместо да се такмиче са каменом, међутим, муони који падају кроз облак суочили су се са немирним електричним пољем.
"Грмљавинске олује имају позитивно набијени слој на врху и негативно набијени слој на дну", рекао је Гупта. "Ако позитивно наелектрисан муон удари у облак док киши из горње атмосфере, то ће се одбити и изгубити енергију."
Користећи низ сензора за детекцију муона и четири монитора електричног поља распоређених на неколико километара, истраживачи су измерили просечни пад енергије између муона који су прошли кроз грмљавину и оних који нису прошли кроз њега. Из овог губитка енергије, тим је могао да израчуна колико електричног потенцијала су честице прошле у облаку грома.
Било је масовно.
"Научници су проценили да би пљускови могли имати гигаволтни потенцијал током 1920-их", рекао је Гупта, "али то никада није доказано - до сада."
Мапирање грома
Једном када су истраживачи сазнали електрични потенцијал облака, желели су да направе корак даље и прецизно мере колико снаге проузрокује грмљавина док је јурио изнад Оотија.
Користећи податке са својих широко распрострањених монитора електричног поља, тим је испунио неке важне детаље о облаку - који је путовао око 40 км (60 км / х) на надморској висини од 7 миља, имао је процењену површину од 146 квадратних миља (380 квадратних километара, површину која је око шест пута већа од Манхаттана), а достигао је свој максимални електрични потенцијал само 6 минута након што се појавио.
Наоружани овим сазнањима, истраживачи су коначно успели да израчунају да је олуја носила око 2 гигавата снаге, што овај поједини облак чини снажнијим од најмоћнијих нуклеарних електрана на свету, рекао је Гупта.
„Количина ускладиштене енергије довољна је да се 26 минута обезбеде све потребе за напајањем града као што је Њујорк,“ рекао је Гупта. "Ако могли бисте га искористити. "
Уз тренутну технологију, то је мало вероватно, Гупта је приметио: Количина енергије која се распршила таквом олујом толико је велика да би вероватно могла отопити било који проводник.
Ипак, насилно моћан потенцијал грмљавинских олуја могао би помоћи у рјешавању космичке мистерије коју научници попут Гупта и његових колега постављају деценијама: Зашто сателити понекад откривају високо-енергетске гама зраке који експлодирају из земљине атмосфере, када би требали падати из свемира ?
Према Гупта-у, ако грмљавинске олује заиста могу створити електрични потенцијал већи од једног гигаволта, они би такође могли убрзати електроне довољно брзо да раздвоје друге атоме у атмосфери, стварајући гама-блицеве.
Ово објашњење захтева више истраживања да би се потврдила његова тачност, рекао је Гупта. У међувремену, будите сигурни да се дивите следећем грмљавинском светлу, јер је то неизрециво моћ природе - и, молим вас, двапут размислите пре него што полетите змају.
