Blog

Nov 24, 2023

Sconcertando i migliori scienziati per 50 anni: i fisici risolvono un mistero fulmineo

A cura dell'Università dell'Australia del Sud, 23 dicembre 2022 Il fulmine è un fenomeno naturale che si verifica durante i temporali quando la scarica di elettricità nell'atmosfera provoca un lampo di luce intenso.

Di University of South Australia23 dicembre 2022

I fulmini sono un fenomeno naturale che si verifica durante i temporali quando la scarica di energia elettrica nell'atmosfera provoca un lampo di luce intenso. Di solito è accompagnato dal tuono, che è il suono prodotto dall'espansione dell'aria rapidamente riscaldata causata dalla scarica di elettricità. I fulmini sono causati dall'accumulo di cariche positive e negative all'interno di una nuvola o tra una nuvola e il suolo. Quando le differenze tra queste cariche diventano eccessive, si verifica una scarica elettrica che può manifestarsi sotto forma di fulmine.

Ogni giorno in tutto il pianeta si verificano circa 8,6 milioni di fulmini, ciascuno dei quali si muove a una velocità di oltre 320.000 chilometri orari e genera un'enorme quantità di elettricità.

Ti sei mai chiesto perché i fulmini vanno a zigzag? Negli ultimi 50 anni gli scienziati hanno discusso sulle ragioni per cui i fulmini vanno a zigzag e su come sono collegati alla nube temporalesca sovrastante.

There hasn’t been a definitive explanation until now, with a University of South Australia (UniSA) plasmaPlasma is one of the four fundamental states of matter, along with solid, liquid, and gas. It is an ionized gas consisting of positive ions and free electrons. It was first described by chemist Irving Langmuir in the 1920s." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">fisico del plasma che pubblica un articolo fondamentale che risolve entrambi i misteri.

Dr. John Lowke, former CSIROCSIRO stands for the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization. It is Australia's national science agency and one of the largest research agencies in the world. CSIRO conducts research in a wide range of fields, including agriculture, health, energy, and the environment, and aims to use its research to create economic, environmental, and social benefits for Australia and the world.<div class="text-gray-400 flex self-end lg:self-center justify-center mt-2 gap-4 lg:gap-1 lg:absolute lg:top-0 lg:translate-x-full lg:right-0 lg:mt-0 lg:pl-2 visible"> </div>" data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Lo scienziato del CSIRO e ora professore aggiunto di ricerca presso l'UniSA, afferma che la fisica dei fulmini ha sconcertato le migliori menti scientifiche per decenni.

"Ci sono alcuni libri di testo sui fulmini, ma nessuno ha spiegato come si formano gli zig-zag (chiamati gradini), perché la colonna elettricamente conduttiva che collega i gradini con la nuvola rimane scura e come i fulmini possono viaggiare per chilometri", ha affermato il dottor Lowke. dice.

La risposta? Molecole di ossigeno metastabili delta singoletto.

Fondamentalmente, i fulmini si verificano quando gli elettroni colpiscono le molecole di ossigeno con energia sufficiente per creare molecole di ossigeno delta singoletto ad alta energia. Gli elettroni “staccati” dopo essersi scontrati con le molecole formano uno scalino altamente conduttivo – inizialmente luminoso – che ridistribuisce il campo elettrico, provocando scalini successivi.

La colonna conduttrice che collega il gradino alla nuvola rimane buia quando gli elettroni si attaccano alle molecole di ossigeno neutre, seguito da un immediato distacco degli elettroni da parte delle molecole delta singoletto.

Perché questo è importante?

"Dobbiamo capire come vengono attivati ​​i fulmini in modo da poter capire come proteggere meglio edifici, aeroplani, grattacieli, chiese di valore e persone", afferma il dott. Lowke.

Sebbene sia raro che gli esseri umani vengano colpiti da un fulmine, gli edifici vengono colpiti molte volte, soprattutto quelli alti e isolati (l'Empire State Building viene colpito circa 25 volte all'anno).

La soluzione per proteggere le strutture dai fulmini è rimasta la stessa da centinaia di anni.

Un parafulmine inventato da Benjamin Franklin nel 1752 è fondamentalmente uno spesso filo di recinzione fissato alla sommità di un edificio e collegato al terreno. È progettato per attirare i fulmini e mettere a terra la carica elettrica, evitando danni all'edificio.