Forskere bruger muon -detektor til at måle elektrisk potentiale i tordenvejr

Et team af forskere fra flere institutioner i Indien og Japan har fundet ud af, at det er muligt at bruge en muondetektor til at måle elektrisk potentiale i tordenvejr. Artiklen er publiceret i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve . Forskerne forklarer, at de bemærkede, at muon -detektionsniveauer falder under tordenvejr, og brugte den information til at beregne elektrisk potentiale i tordenvejr.

Lyn, der blinker hen over himlen, er et vidnesbyrd om, at storme producerer elektricitet. I løbet af de sidste årtier har videnskabsmænd har sendt balloner og fly ud i storme for at lære mere om, hvad der foregår indeni dem. Men de sensorer, der er brugt i sådanne bestræbelser, har kun været i stand til at fange data om meget små dele af storme. I denne nye indsats, forskerne udviklede en måde at fange én kritisk måling af en hel storm – dens elektriske potentiale.

Stormens elektriske potentiale er defineret som den kollektive mængde arbejde, der ville være påkrævet for at flytte dets elektroner fra en del af en sky til en anden. I tordenvejr, det elektriske potentiale opstår, når positivt ladede vanddråber stiger, og negativt ladede dråber synker, og luften mellem dem bliver ledende. På grund af deres elektriske aktivitet, tordenvejr kan have en indvirkning på myoner, tvinger dem til at miste energi, som forhindrer myon-detektorer i at opdage dem.

Muoner er en af ​​en slags bittesmå partikler, der opstår, når kosmiske partikler smækker ind i atmosfæren og bryder sammen i millioner af stumper af snavs - de regner konstant ovenfra. Forskere har bygget myondetektorer for at studere dem. En sådan facilitet er GRAPES-3, ligger i Indien. Den har 400 myon-detektorer placeret på jorden, dækker cirka 25, 000 kvadratmeter. Sammen, de registrerer millioner af muoner hvert minut. Forskerne med denne nye indsats begyndte at overvåge ændringer i detektionsniveauer, da de bemærkede, at niveauerne faldt, når tordenvejr var over hovedet. De rapporterer, at de overvågede og studerede ændringer af sådanne niveauer i perioden april 2011 til december 2014. Under en særlig stor storm, der opstod den 1. december, 2014, muon -niveauet faldt hele 2 procent.

Som en del af deres forskning, teamet byggede en stormsimulator til at beregne det samlede elektriske potentiale for en storm baseret på faldet i detekterede myoner. De rapporterer, at deres simulator viste, at decemberstormen havde et 1,3 milliarder volt elektrisk potentiale.

© 2019 Science X Network