Tordenvær er sikkert kraftig, men å kvantifisere det elektriske potensialet er utfordrende. En ny studie klarte imidlertid å se dypt inne i en gigantisk storm ved hjelp av et teleskop designet for å studere kosmiske stråler, og fant at det inneholdt sjokkerende 1, 3 milliarder volt, ifølge en ny studie i tidsskriftet Physical Review Letters .
Matteo Rini ved Physics rapporterer at forskere tidligere har fløyet fly eller sluppet ballonger i stormskyer for å prøve å måle deres elektriske potensiale. Den største avlesningen som ble tatt med disse metodene klokket til 130 millioner volt under en storm over New Mexico på 1990-tallet.
Men forskere ved Tata Institute of Fundamental Research i Mumbai, India, bestemte seg for å undersøke tordenvær med noe mer sofistikert enn en ballong: muon-detektorer. Muoner er ladede partikler produsert i den øvre atmosfæren på jorden når kosmiske stråler som kontinuerlig bombarderer planeten vår samhandler med forskjellige partikler. Det betyr at det er en jevn regn av disse energiske muonene som stadig faller over jorden. Når noe kommer i veien, mister imidlertid muoner energi, og tapet av energi kan oppdages ved hjelp av spesialutstyr.
GRAPES-3-teleskopet ved Tata Institute sporer muoner og oppdager over en million muons per minutt. Men George Dvorsky på Gizmodo rapporterer at teamet la til elektriske feltmonitorer til detektoren og begynte å se på stormer som gikk over hodet. Ved å se på reduksjonen i energi til muonene som går gjennom skyen, kan teamet beregne mengden elektrisk potensial i stormen.
Mellom 2011 og 2014 fanget teamet inn data om 184 stormer. De begrenset listen til de syv største stormene. Seks av disse var imidlertid sammensatte stormer og beregnet deres elektriske potensiale hadde forskjellige problemer. En massiv storm 1. desember 2014 hadde imidlertid den rette profilen for en beregning.
Stormen beveget seg med 40 miles per time i en høyde syv mil over jordoverflaten og dekket omtrent 146 kvadrat miles. Beregninger basert på antall muoner som stormen frastøt, viser at den hadde et potensial på 1, 3 milliarder volt, 10 ganger mer enn den forrige høyeste avlesningen for tordenvær.
"Forskere anslått at tordenskyene kunne ha gigavoltpotensial på 1920-tallet, " forteller medforfatter Sunil Gupta fra Tata til Tia Ghose på LiveScience . "Men det ble aldri bevist - før nå. Mengden energi som er lagret her er nok til å forsyne all kraft behovene til en by som New York City i 26 minutter. Hvis du kan utnytte den. ”
Gupta sier sjansene for å finne en måte å bruke alt det elektriske potensialet er usannsynlig - energien er så intens at den ville smelte alt vi brukte for å lede den.
Michael Cherry, en kosmisk og gamma-ray-forsker ved Louisiana State University i Baton Rouge, sier til Rini ved Physics at muon-detekteringsteknikken er en god start, men at den er avhengig av noen forenklede modeller av stormer for å utlede beregningene. I fremtiden, sier han, kan det å bidra til å avgrense målingene sende droner eller ballonger i storm i kombinasjon med muon-detektoren.
At storm kan klatre inn i gigavoltområdet hjelper til med å løse ett mysterium. Siden 1990-tallet har satellitter registrert gammastråler som kommer fra de øvre delene av atmosfæren kjent som Terrestrial Gamma Ray Flashes. Hvis tordenvær har elektrisk potensial i gigavoltområdet, betyr det at de er kraftige nok til å akselerere elektroner til hastigheter som kan knuse visse atomer i stykker, og produserer blitzene.
