Израильские физики с помощью техники микроволнового сверления научились изготовлять устойчивые шаровые молнии в лабораториях. Не исключено, что и природные шаровые молнии рождаются аналогичным способом.
Удивительно, но шаровая молния и сейчас остается столь же малоизученным явлением, как и полвека назад. Причина проста: ученые пока не научились получать настоящую шаровую молнию в лаборатории и потому вынуждены довольствоваться наблюдениями этого явления в природе.
Единственный тип эксперимента, который до сих пор позволял получить хоть что-то отдаленно напоминающее шаровую молнию, использует газовые разряды. В камеру с воздухом или иной газовой смесью помещают два электрода, на которые подается высокое напряжение. Возникает газовый разряд — электрический ток, текущий от одного электрода к другому сквозь ионизованный газ (плазму) и испускающий свечение. (Нечто подобное, правда, при гораздо меньшем токе, происходит внутри лампы дневного света.) Иногда этот «плазменный жгут» удавалось оторвать от электродов, и тогда он в течение короткого времени существовал в воздухе самостоятельно, без внешней поддержки.
Получавшееся в таких экспериментах облачко плазмы было неустойчивым, недолговечным и мало походило на природную шаровую молнию. Для дальнейшего прогресса требовалось найти иную методику получения шаровых молний, и к тому же более стабильных.
Именно это удалось сделать двум израильским физикам; результаты их исследования были на днях опубликованы в статье V. Dikhtyar and E. Jerby, Physical Review Letters, 96, 045002 (30 January 2006). В ней описывается принципиально новый способ рождения шаровой молнии: путем «вытягивания» из расплавленного вещества внутри «микроволновой печи».
Процесс выглядит следующим образом (см. иллюстрацию). В резонатор, внутри которого генерируется мощное поле микроволнового излучения, помещается образец твердого материала (стекла, кремния, германия, окислов алюминия). Непосредственно к образцу подносится стержень, который как бы собирает микроволновое излучение, фокусируя его на острие. Микроволновое излучение вблизи острия столь велико, что оно нагревает и локально расплавляет образец, создавая ярко светящееся облачко полурасправленного-полуиспарившегося вещества. (Этот процесс известен как микроволновое сверление.)
Затем, медленно отодвигая стержень, экспериментаторы буквально вытягивали это облачко: вначале оно шло за острием, затем превращалось в светящийся столб, а потом собиралось под потолком в виде небольшого светящегося шарика.
Наблюдения показали, что этот плазменный шарик вполне устойчив (при работающем резонаторе), свободно движется по камере, подпаливает предметы, а энергией подпитывается исключительно из микроволнового излучения. По тому, как он отскакивает от препятствий, видно, что он похож скорее на жидкость или даже на желеобразное тело, чем на газовое облако. Видеофрагменты поведения рукотворной шаровой молнии доступны на сайте журнала.
В конце своей статьи авторы предлагают простую теоретическую модель этого явления, которая помогает в целом понять, как происходит энергетическая подпитка шаровой молнии микроволнами. Кроме того, авторы отмечают, что процесс рождения шаровой молнии напоминает плазмонный резонанс — эффект, хорошо известный в физике металлических нанокластеров.
Будем надеяться, что эти эксперименты станут толчком к детальному пониманию природной шаровой молнии и приведут к использованию ее на благо человека.
Игорь Иванов
|
Последние новости: Физика, Игорь Иванов
Астрономические наблюдения недели
Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):
Новости науки по темам:
антропология,
археология,
астрономическая научная картинка дня,
астрономия,
биология,
биотехнологии,
генетика,
геология,
затмения,
информационные технологии,
космос,
лингвистика,
математика,
медицина,
нанотехнологии,
наука в России,
наука и общество,
Нобелевские премии,
палеонтология,
психология,
технологии,
физика,
химия,
эволюция,
экология,
энергетика,
этология
Новости науки по авторам:
Дарья Баранова,
Вера Башмакова,
Александр Бердичевский,
Максим Борисов,
Варвара Веденина,
Александр Венедюхин,
Михаил Волович,
Алексей Гиляров,
Николай Горностаев,
Юрий Ерин,
Анастасия Еськова,
Дмитрий Замолодчиков,
Игорь Иванов,
Мария Кирсанова,
Дмитрий Кирюхин,
Александр Козловский,
Алексей Левин,
Андрей Логинов,
Лейла Мамирова,
Александр Марков,
Мария Медникова,
Вадим Мокиевский,
Максим Нагорных,
Елена Наймарк,
Петр Петров,
Александр Пиперски,
Константин Попадьин,
Сергей Попов,
Роман Ракитов,
Татьяна Романовская,
Александр Самардак,
Александр Сергеев,
Андрей Сидоренко,
Даниил Смирнов,
Любовь Стрельникова,
Алексей Тимошенко,
Мария Шнырёва
Новости науки по месяцам: 2012 II, I
2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
Научные новости у наших партнеров:
«Биомолекула», «В мире науки», «Вокруг света», Газета.ру, Грани.ру, Лента.ру, «Наука и жизнь», «Популярная механика», Gzt.ru
|  | |
Подробнее
e-mail: 
