Jak powstaje piorun? Nowe badania sugerują, że pierwszą iskrę da się śledzić w skali mikroskopijnej, używając laserów i pojedynczej cząstki. Zespół Andrei Stöllner z Institute of Science and Technology Austria pokazał, że „pęsety optyczne” mogą ładować uwięzioną krzemionkową drobinę, a czasem jej ładunek nagle zanika — jak miniaturowe wyładowanie. To może być sposób na zbadanie samego początku błyskawicy.
Start pioruna od lat pozostaje zagadką. Wiadomo, że w chmurach burzowych gromadzą się ładunki, a popularna teoria mówi o naelektryzowaniu podczas zderzeń kryształków lodu z miękkim gradem (graupelem). Problem w tym, że mierzone w chmurach pola elektryczne są za słabe, by zamienić powietrze w przewodnik. Padają więc hipotezy o lokalnych „kieszeniach” silniejszego pola, o roli kryształków lodu jako zapalników lub o prysznicach elektronów z promieni kosmicznych. Mimo lotów balonów i samolotów w chmury oraz szybkich kamer, punkt zapłonu wciąż wymyka się pomiarom.
Stöllner i współautorzy uwięzili pojedynczą, neutralną cząstkę krzemionki wiązką lasera i mierzyli jej ładunek wraz ze wzrostem intensywności światła. Wyniki wskazują, że cząstka najpewniej pochłania dwa fotony, uwalniając elektrony i zostając dodatnio naładowana. Co zaskakujące, po tygodniach uwięzienia zdarzały się nagłe „mikrowyładowania”, gdy ładunek gwałtownie malał. Badacze sprawdzają, czy wpływ mają rozmiar cząstki, wilgotność lub ciśnienie. To skala „super mała” — kilkanaście elektronów nie zrobi pioruna — ale pozwala z niezwykłą rozdzielczością śledzić ładowanie i rozładowanie pojedynczego aerozolu, bez metalowych elektrod i w słabszych polach niż we wcześniejszych eksperymentach.
Niezależni fizycy podkreślają, że precyzja metody może zbliżyć naukę do mikroskopowego zrozumienia elektryfikacji chmur i samej inicjacji błyskawicy, a także przydać się w naukach planetarnych. Praca ukazała się w „Physical Review Letters”. Jak opisano w ScienceAlert, to dopiero początek: zespół ostrożnie ocenia powiązanie z piorunami i kontynuuje testy, by ustalić, co naprawdę uruchamia ten nagły zanik ładunku — i być może pierwszy błysk w chmurze.
Ilustracja została przygotowana z użyciem AI na bazie oryginalnego zdjęcia w celu zachowania spójności wizualnej.
Pełna treść źródłowa: Science Alert
