雷雨は確かに強力ですが、その電位を定量化することは困難です。 しかし、新しい研究では、宇宙線を研究するために設計された望遠鏡を使用して、1つの巨大な嵐の奥深くを見ることができました。これは、 Physical Review Letters誌の新しい研究によると、衝撃的な13億ボルトが含まれていることがわかりました 。
Physicsの Matteo Riniは、過去の研究者が飛行機を飛ばしたり、気球を嵐雲に放出して電位を測定したりしたことを報告しています。 1990年代にニューメキシコを襲った嵐の中で、これらの方法で得られた最大の読み取り値は1億3000万ボルトで記録されました。
しかし、インドのムンバイにあるTata Institute of Fundamental Researchの研究者は、風船よりも高度なもの、ミューオン検出器を使用して雷雲を調べることにしました。 ミューオンは、私たちの惑星に絶えず衝突する宇宙線がさまざまな粒子と相互作用するときに、地球の高層大気で生成される荷電粒子です。 それは、これらのエネルギッシュなミューオンが着実に降り続いていることを意味しています。 しかし、何かが邪魔になると、ミューオンはエネルギーを失い、エネルギーの損失は特別な機器を使用して検出できます。
Tata InstituteのGRAPES-3望遠鏡はミューオンを追跡し、1分あたり100万以上のミューオンを検出します。 しかし、 ギズモードのジョージ・ドヴォルスキーは、チームが検出器に電界モニターを追加し、頭上を通過する嵐を見始めたと報告しています。 雲を通過するミューオンのエネルギーの減少を見ることにより、チームは嵐内の電位の量を計算できます。
2011年から2014年の間に、チームは184回の嵐でデータを収集しました。 彼らはそのリストを7つの最大の嵐に絞りました。 ただし、そのうち6つは複雑な嵐であり、その電位の計算にはさまざまな問題がありました。 しかし、2014年12月1日の大嵐には、計算に適したプロファイルがありました。
嵐は、地表から7マイルの高度で時速40マイルで移動し、約146平方マイルをカバーしました。 嵐が撃退したミューオンの数に基づく計算では、13億ボルトの可能性があり、雷雨の以前の最高値の10倍でした。
「科学者は、雷雲が1920年代にギガボルトの可能性を秘めていると見積もっています」とタタの共著者であるスニル・グプタはLiveScienceでティア・グースに語ります。ニューヨーク市のような都市の26分間のニーズ。それを利用できるなら。」
グプタは、そのすべての電位を使用する方法を見つける可能性は低いと言います。エネルギーは非常に強いので、それを行うために使用したものをすべて溶かすでしょう。
バトンルージュにあるルイジアナ州立大学の宇宙線およびガンマ線研究者であるマイケル・チェリーは、 物理学のリニに、ミューオン検出技術は良い出発点であるが、計算の導出には嵐のいくつかの単純化されたモデルに依存していると語る。 将来的には、ミューオン検出器と組み合わせてドローンまたは気球を嵐の中に送ることで、測定値を改善できると彼は言います。
嵐がギガボルトの範囲に登ることができるという事実は、1つの謎を解決するのに役立ちます。 1990年代以来、衛星は、地上ガンマ線フラッシュとして知られている大気のより高い範囲から発せられるガンマ線フラッシュを記録しています。 雷雨がギガボルトの範囲の電位を持っている場合、それは特定の原子を砕いてフラッシュを生成できる速度まで電子を加速するのに十分強力であることを意味します。
