Las tormentas eléctricas son seguramente poderosas, pero cuantificar su potencial eléctrico es un desafío. Sin embargo, un nuevo estudio pudo observar en lo profundo de una tormenta gigante usando un telescopio diseñado para estudiar los rayos cósmicos, y descubrió que contenía 1.300 millones de voltios, según un nuevo estudio publicado en la revista Physical Review Letters .
Matteo Rini, de Física, informa que en el pasado los investigadores volaron aviones o lanzaron globos a las nubes de tormenta para intentar medir su potencial eléctrico. La lectura más grande tomada con esos métodos registró 130 millones de voltios durante una tormenta sobre Nuevo México en la década de 1990.
Pero los investigadores del Instituto Tata de Investigación Fundamental en Mumbai, India, decidieron sondear nubes de tormenta usando algo más sofisticado que un globo: detectores de muones. Los muones son partículas cargadas producidas en la atmósfera superior de la Tierra cuando los rayos cósmicos que bombardean constantemente nuestro planeta interactúan con varias partículas. Eso significa que hay una lluvia constante de estos muones enérgicos que caen constantemente por la tierra. Sin embargo, cuando algo se interpone en su camino, los muones pierden energía, y la pérdida de energía se puede detectar con un equipo especial.
El telescopio GRAPES-3 en el Instituto Tata rastrea muones, detectando más de un millón de muones por minuto. Pero George Dvorsky en Gizmodo informa que el equipo agregó monitores de campo eléctrico al detector y comenzó a observar tormentas que pasaban por encima. Al observar la reducción en la energía de los muones que pasan a través de la nube, el equipo puede calcular la cantidad de potencial eléctrico dentro de la tormenta.
Entre 2011 y 2014, el equipo capturó datos sobre 184 tormentas. Redujeron esa lista a las siete tormentas más grandes. Seis de ellos, sin embargo, eran tormentas complejas y calcular su potencial eléctrico tenía varios problemas. Sin embargo, una tormenta masiva el 1 de diciembre de 2014 tenía el perfil correcto para un cálculo.
La tormenta avanzó a 40 millas por hora a una altitud de siete millas sobre la superficie de la Tierra y cubrió aproximadamente 146 millas cuadradas. Los cálculos basados en el número de muones que repele la tormenta muestran que tenía un potencial de 1.300 millones de voltios, 10 veces más que la lectura más alta anterior para una tormenta eléctrica.
"Los científicos estimaron que las nubes de tormenta podrían tener un potencial de gigavoltios en la década de 1920", dijo el coautor Sunil Gupta de Tata a Tia Ghose en LiveScience . "Pero nunca se demostró, hasta ahora. La cantidad de energía almacenada aquí es suficiente para suministrar toda la energía". necesidades de una ciudad como la ciudad de Nueva York durante 26 minutos. Si pudieras aprovecharla ".
Gupta dice que las posibilidades de encontrar una manera de utilizar todo ese potencial eléctrico es poco probable: la energía es tan intensa que derretiría cualquier cosa que usáramos para conducirla.
Michael Cherry, investigador cósmico y de rayos gamma de la Universidad Estatal de Louisiana en Baton Rouge, le dice a Rini en Física que la técnica de detección de muones es un buen comienzo, pero que se basa en algunos modelos simplificados de tormentas para obtener sus cálculos. En el futuro, dice, enviar drones o globos a las tormentas en combinación con el detector de muones podría ayudar a refinar las lecturas.
El hecho de que las tormentas puedan subir al rango de gigavoltios ayuda a resolver un misterio. Desde la década de 1990, los satélites han registrado destellos de rayos gamma que emanan de los alcances más altos de la atmósfera conocidos como destellos de rayos gamma terrestres. Si las tormentas eléctricas tienen potencial eléctrico en el rango de gigavoltios, significa que son lo suficientemente potentes como para acelerar electrones a velocidades que pueden romper ciertos átomos en pedazos, produciendo los destellos.
