Ramon

Ramon
Ramon Gallart

dimecres, 3 d’abril del 2024

Estudi dels llamps.

Existeixen diferents mètodes artificials per crear llamps. Per exemple, amb un llançament de coet també es pot fer desencadenar una descàrrega que generi un llamp.

Quan un coet s'enlaira en una tempesta són un objectiu natural per als llamps. Per exemple, l'Apollo 12 va ser impactat per dos llamps just després de l'enlairament.

Però fer llamps no requereix de coets tan grans com els Apollo. Per situar-se a una distància d'una  tempesta, un coet només necessita pujar uns quants centenars de metres i això vol dir que, pot ser petit i senzill. El coet pot ser més petit que una persona que te un fil de coure molts prim el qual, està connectat a terra per crear una via conductora d'electricitat perquè la càrrega elèctrica viatgi entre la terra i el cel. Llavors, el corrent elèctric del cable es pot mesurar per observar els fenòmens elèctrics que fan possible i condueixen a la primera descàrrega.

Hi ha una nova manera de fer-ho que evita el cable de coure com a camí o via elèctrica,  crear el camí  quimicament i això es fa dopant el combustible del coet amb petites quantitats de sal.

El clorur de sodi, el clorur de calci o el clorur de cesi quan són expulsats a temperatures altes des del motor, els diferents clorurs es divideix en components d'ions carregats. Els àtoms de Cs, Ca o Na carregats positivament es refreden i s'uneixen amb les molècules d'aigua que hi ha a l'aire, formant gotes d'aigua salada. Aquestes gotes són molt més conductores de l'electricitat que les gotes d'aigua dolça, deixant un rastre d'alta conductivitat a l'estela del coet.

Un parell de llocs que es fan aquest experiments és Florida i també Nou Mèxic, on les muntanyes proporcionen bons punts de llançament. Quan el cel es torna fosc pels núvols  i adquireix un aspecte tempestuós, la càrrega elèctrica s'acumula al núvol, creant un camp elèctric a través de l'atmosfera.

En la majoria dels casos, els electrons s'apleguen a la part més baixa dels núvols, provocant una càrrega neta negativa que atrau la càrrega positiva al sòl. Els objectes conductors que destanquen en alçada tenen tendència a acumular càrrega positiva. Això provoca que l'excés de càrrega negativa del núvol generi un cami que fa circlar els electrons per trobar l'equilibir potencial de nou. Els dos extrems comencen a enviar-se  espurnes. 

A mesura que el coet s'enlaira fa que la càrrega positiva puji i gràcies a la puta del coet que te gas ionitzat fa que els electrons  crein una regió d'alta conductivitat elèctrica. Aquesta espurna troba camins a través de l'atmosfera, atrets cap a la càrrega negativat. Tot i així, aquest fenòmen és molt complex i fa gairebé impossible predir quina serà la via que es generarà el llmap.


No obstant, en el moment en què una punta carregada positivament es connecta amb èxit amb la punta negativa del núvol, s'estableix una via conductora entre el núvol i el sòl. Un instant després, una ràfega d'electrons flueix pel camí, descarregant la càrrega del núvol a terra. El camí s'il·lumina amb el corrent, i li precedeix un trò provocat per l'ona de xoc.

Encara no es connexi el procés complex que desencadena el llamp. Tot i que la descàrrega és òbvia, la recerca no perment reconstruir l'escenari real però molt complex. Per exemple, es possible messura polsos de corrents que no ha esta genrades pels extremsque hi ha entre el núvl i el sòl. No obstnat, un elevat  període de flux de corrent indica que un extrem comença a cercar una connexió entre ells. Una caiguda gradual del corrent indica un extrem pert potencial, mentre que un corrent constant o creixent el qual acabarà surtint d'escala és un extrem que ha aconseguit fer una connexió i desencadenarà una descàrrega.

El elevat corrent  d'una descàrrega vaporitza el cable i l'escalfa en un plasma. El tub de metall ionitzat continua sent altament conductor, facilitant que més llamps aprofitin la mateixa via i és visible a l'ull com a llampecs repetits. Aquest vídeo  mostra com diferetn llampec circulen al llarg de les restes del cable.

Com l'astronomia, l'estudi dels llamps sovint és una ciència observacional. Al món natural es produeixen fenòmens complicats que cal de instruments per mesurar-los i després models per explicar-los. el llançament de coets apropa els fenòmens a les proves de laboratori en condicions controlades. Els llamps es poden induir i mesurar en certed condicions quantificablescom són l'altitud, camps predominants, potencial elèctric, etc., en lloc d'observar-los de manera passiva.

Tot i que els coets poden actuar com a parallamps aerotransportat, no és pràctic llançar desenes de coets cada vegada que sorgeixen núvols de tempestes. Tanmateix, la simplicitat, la comoditat i l'eficàcia provada dels llamps guiats per coets és una eina útil per a la recerca que busca aprendre més sobre el fenomen, ja sigui amb finalitats pràctiques o per curiositat científica.


Font:  Tom Hartsfield is a PhD physicist. He lives in Los Alamos, New Mexico