嵐雲の中の13億ボルト

雷雨の電気エネルギーは予想よりも10倍高い

暴風雨の中で、研究者たちは雲の電圧として13億ボルトを決定しました。これは今までの10倍です。 ©mdesigner125 / iStock
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極端な充電:嵐雲は予想よりも多くの電気エネルギーを生成します。 特に激しい暴風雨の中で、研究者たちは現在、13億ボルトの電圧レベルを決定しました。これは、バルーン測定で以前に検出されたものの10倍です。 電力は2ギガワットにも達しました。これは、嵐雲におけるこのような高エネルギーの最初の証拠です。 これらの途方もないエネルギーは、いくつかの雷雨がガンマ線と反物質を生成する理由を説明できます。

時間の経過とともに嵐雲では、強い電荷の差が生じ、雷と雷に放電します。 これらは数万アンペアの電流に達し、周囲の空気をほんの数秒で最大30, 000度まで加熱します。 しかし、雷雨の途方もないエネルギーは、はるかにエキゾチックな結果をもたらす反応も引き起こします。高エネルギーのガンマ線と陽電子の形の反物質さえも生成されます。

電圧計としての宇宙粒子

ただ不可解です:今まで嵐雲で測定されたエネルギーは、そのようなガンマバーストを生成するのに十分ではありません。 さらに調べるには、ムンバイのタタ基礎研究所のB.ハリハラと彼のチームは、雷雲をスクリーニングする新しい方法を使用しました。彼らはインドのGRAPES-3検出器からのデータを評価しました。 約400個のセンサーからなるこのシステムは、宇宙放射線の粒子の地球への流入を常に測定します。

GRAPES 3実験のいくつかの検出器を見てください。 ©GRAPES-3

GRAPES-3検出器は、毎分約250万個のミューオンを登録します。これは、電子と密接に関連していますが、約200倍の質量の素粒子です。 ここでのコツ:電子と同様に、ミューオンは帯電しているため、電界によって気を散らすことができます。 嵐雲が検出器を通過すると、宇宙から、およびミオン密度の低下から侵入するミューオンの一部を飲み込み、研究者は雲に電気エネルギーがあると結論付けることができます。

彼らの研究のために、研究者は184の雷雨でGRAPES-3で測定されたミューオンの変化を評価しました。 ディスプレイ

クラウドで13億ボルト

結果:予想通り、すべての雷雨によりミューオンの流入が減少しましたが、1つのイベントが際立っていました:2014年12月1日、ミューオンの値は特に急激に低下しました。 このきっかけは雷雨雲で、これは11キロメートル以上にわたってそびえ立ち、380平方キロメートルにわたって広がりました。 物理学者がモデルを使用して予想される電界強度を計算すると、予想外に高い値が出ました:

「この嵐雲は、13億ボルトの電位を生み出しました」と、Harihara氏と彼の同僚は報告します。 これは、風船と試験機を使用して以前に計算されたものの10倍です。 この嵐は明らかにその属の特に極端なメンバーでしたが、これらの雲では以前考えられていたよりも高いエネルギーに到達できることを証明しています。

ギガワットの雷雨の最初のバウチャー

この嵐の雲を広げた電力も印象的でした:この電圧の急速な構築から、物理学者は雲の電気エネルギーはフーバーダムの総電力である約20億ワットに相当すると結論付けましたアメリカの水力発電所。 「この研究は、おそらく嵐の雲でギガワットのポテンシャルを生成する最初の直接的な証拠を提供します」と研究者は述べています。

ただし、これらの結果は、嵐雲の内部の寿命に関して興味深いだけでなく、雷雨が非常に高エネルギーのガンマ線を生成する理由も説明できます。 他の同様に強い雷雨の測定によって結果がまだ確認されていない場合でも、これにより、解の雷雨ガンマフラッシュの謎がより近くなる可能性があります。 、

「嵐雲におけるこのようなギガワットの可能性は、地上のガンマ線バーストにおける100メガ電子ボルトのガンマ線の生成を説明することができました」と、Harihara氏と彼の同僚は言います。 (Physical Review Letters、2019、印刷中)

出典:APS、サイエンスニュース

-ナジャ・ポドブレガー