Bilim adamları, X-ışınları, elektrik alanları ve elektron çığlarının nasıl güçlü yıldırım grevleri yarattığını “şaşırtıcı gizemi” çözün

Penn State Üniversitesi Bilim Adamları, ThunderClouds içindeki atmosferik dinamiklerin nasıl güçlü bir şekilde gizemli gizemini araştıran Yıldırım Grevlerimükemmel bir fırtına tespit ettiklerine inanıyorum X-ışınları, Elektrik alanları ve sonunda bir yıldırım cıvatası doğuran fenomenden önceki elektron çığları.

Araştırmacılar yıldırım grevlerinin temel bilimini uzun zamandır anlarken, Penn St. Team söz konusu Bu, olayı tetikleyen güçlü zincir reaksiyonunu ortaya çıkaran “şaşırtıcı gizem” in ilk çalışmasıdır. Gamma Ray Patlamaları ve genellikle eşlik eden ışık yanıp söner yıldırım yaratan fırtına.

Penn Eyalet Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimleri Okulu ve çalışmanın lideri Victor Pasko, “Bulgularımız Lightning'in doğada nasıl girişimlerde bulunduğuna dair ilk kesin, nicel açıklamayı sunuyor” dedi. “X-ışınları, elektrik alanları ve elektron çığ fiziği arasındaki noktaları birbirine bağlıyor.”

Yıldırım grevlerini çözmek için, Pasko ve meslektaşları ilk olarak Dünya atmosferi içindeki fotoelektrik fenomenleri simüle etmek için tasarlanmış bilgisayar modellerini kullandılar. Ekibin modelleri, önceki elektrik ortamına yaklaştı Yıldırım Grevleri Atmosferin tohumlanmasını, uzaydan gelen kozmik ışınlar tarafından üretilen “göreceli enerji” elektronlarıyla simüle ederek. Çalışma yazarlarına göre, bu elektronlar fırtına bulutlarında bulunan azot ve oksijen gibi moleküllerle çarpışarak fırtınaların elektrik alanları içinde çoğalır. Bu çarpışmalar yeterli enerji biriktirdikten sonra, bulutlar yer tabanlı sensörler tarafından tespit edilebilen kısa, yüksek enerjili foton patlamaları yayabilir.

Gamma ray flaşı olarak bilinen ekip, yıldırım çarpışmalarından önceki bu yüksek enerjili olayın “yıldırım çarpması sırasında sıklıkla görülen görünmez, doğal olarak oluşan X-ışınları ve eşlik eden radyo emisyonlarını içerdiğini” söylüyor. Pasko, alanda gözlemlenen koşulları tahmin etmek için gelişmiş simülasyon modelleri kullanarak ekibinin, Thunderclouds içinde X-ışınlarının ve radyo emisyonlarının tespiti için daha önce kullanılamayan bir “tam açıklama” sunabildiğini söyledi.

Profesör, “Thunderclouds'taki güçlü elektrik alanları tarafından hızlandırılan elektronların, azot ve oksijen gibi hava molekülleriyle çarpıştıklarında X-ışınları ürettiklerini ve yıldırım başlatan yüksek enerjili foton üreten bir elektron çığ ürettiklerini gösterdik” dedi.

Bilgisayar modellerini tamamladıktan sonra, elektrik mühendisliği doktora öğrencisi Zaid Pervez, önceki çalışma çabalarıyla yapılan saha gözlemleriyle birleştirdi. Ekip, yer tabanlı sensörler, uydular ve yüksek irtifa casus uçakları tarafından yakalanan gerçek dünya sensörü verilerini dahil ederek, ThunderClouds içindeki koşulların en doğru ve ayrıntılı modelini yarattı. Perkez, bu modelin bu fotoelektrik olayların nasıl meydana geldiğini, bir elektron kaskadını başlatmak için gerekli Thundercloud koşullarını ve bir yıldırım grevinden önce bulutlarda sıklıkla gözlenen radyo sinyallerinin “çok çeşitli” nedeni açıkladığını söyledi.

Bulgularını teyit etmek için Pertvez, bunları, genellikle Thunderclouds içindeki daha küçük, lokalize bölgelerde meydana gelen bir tür kompakt şimşek olan önceki modelleme, gözlemsel çalışmalar ve “kendi çalışmalarım” ile karşılaştırdı. Ekip, yıldırım grevlerinin gizemli kökenli bulgularını teyit etmenin yanı sıra, bu analizin, radyo patlamaları veya ışık flaşları eşlik edip etmeyeceği, yıldırım fırtınaları sırasında meydana gelebilecek karasal gama ışını flaşlarını da açıkladığını belirtti.

Pasko, “Modellememizde, göreli elektron çığları tarafından üretilen yüksek enerjili X-ışınları, havadaki fotoelektrik etki tarafından yönlendirilen yeni tohum elektronları üreterek bu çığları hızla yükseltiyor” dedi. “Çok kompakt hacimlerde üretilmenin yanı sıra, bu kaçak zincir reaksiyonu oldukça değişken mukavemetle ortaya çıkabilir, bu da genellikle çok zayıf optik ve radyo emisyonları eşliğinde tespit edilebilir X-ışın seviyelerine yol açar.”

Araştırmacı, bu zincir reaksiyonunun muhtemelen bir şimşek fırtınası sırasında gama ışını flaşlarının neden “optik olarak loş ve radyo sessiz görünen kaynak bölgelerden çıkabileceğini” açıkladığını söyledi.

Çalışma "Havadaki fotoelektrik etki yıldırım inisiyasyonunu ve karasal gama ışını flaşlarını açıklıyor” Jeofizik Araştırma Dergisi.

Christopher Plain, Debrief'te bir bilim kurgu ve fantezi romancı ve baş bilimi yazarıdır. Onu takip edin ve onunla bağlantı kur X- Kitapları hakkında bilgi edinin plainfiction.comveya doğrudan ona e -posta gönderin [email protected].