Прорыв в изучении природы молний
Группа российских физиков из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) совершила значительный прорыв в изучении молний и генерируемых ими излучений. Учёные успешно воспроизвели молнии в лабораторных условиях и детально исследовали широкий спектр сопутствующих волновых явлений, включая рентгеновское, инфракрасное и другие виды излучения. Созданная временная карта этих процессов открывает новые возможности для повышения безопасности воздушных перевозок.
Исследователям удалось создать уникальную временную карту электромагнитных излучений молнии в контролируемой среде. Эксперименты позволили подробно отследить различные типы излучений, сопровождающих атмосферный электрический разряд. Полученные результаты имеют высокую практическую ценность для понимания механизмов формирования грозовых разрядов.
Практическая значимость исследования особенно велика, учитывая существенные риски, которые молнии представляют для авиационной техники, морских судов, чувствительного радиооборудования и энергетических объектов.
Учёные отмечают многообразие электрических разрядов, возникающих во время гроз. Каждый тип разряда генерирует особые виды электромагнитного излучения, оказывающие значительное воздействие на окружающую среду и деятельность человека. До настоящего времени многие аспекты этих явлений оставались неизученными из-за сложности их наблюдения в естественных условиях.
Для преодоления этих трудностей была создана инновационная экспериментальная установка, способная генерировать электрические разряды протяжённостью до 1 метра при напряжении 1 миллион вольт и токе около 1 килоампера. Такие параметры позволяют максимально точно воспроизводить условия, характерные для настоящих грозовых явлений.
В ходе исследований учёные выявили последовательность процессов, происходящих при молниевом разряде. На начальной стадии формируется обширная корона из стримеров – волн ионизированной плазмы, движущихся от катода к аноду.
Этот процесс сопровождается мощным излучением в ближнем ультрафиолетовом диапазоне и менее интенсивным – в инфракрасном. Одновременно регистрируется высокочастотное радиоизлучение в мегагерцевом диапазоне.
Существенные изменения происходят при появлении встречных стримеров со стороны анода. Их скорость достигает впечатляющих 10 тысяч километров в секунду. При достижении катода они создают сложную структуру плазменных каналов.
В этот момент наблюдается генерация мощного сверхвысокочастотного гигагерцевого радиоизлучения и усиление мегагерцевого излучения. Процесс сопровождается яркими вспышками в ближнем инфракрасном диапазоне и всплесками жёсткого рентгеновского излучения.
На основе полученных данных создана детальная временная карта электромагнитных излучений, возникающих на различных этапах развития молниевого разряда. Эти результаты открывают новые перспективы в разработке эффективных систем молниезащиты, подавления электромагнитных помех и совершенствования методов мониторинга грозовых явлений.
Источник:russian.rt.com
