宇宙射線激發閃電?
科技
03-03
第一個有關閃電的研究是在18世紀中葉由美國科學家富蘭克林完成的,他證實了閃電是一種自然的放電現象。然而,自富蘭克林以來,我們對雷電的知識幾乎沒什麼大的進展。比方說,我們至今還不能確定雷雨雲最初是如何帶電的。似乎由於某種未知原因,空氣、雲滴、冰雹的運動「合謀」將單個分子中的正負電荷「掰開」了,其中正電荷附著在雲層中微小的冰粒上,負電荷附著在稍大的冰粒上。隨著對流,小的冰粒被帶到上方,大的冰粒在重力作用下下沉,因此它們之間形成了一個電場,閃電其實就是這樣的電場在放電。
打開今日頭條,查看更多圖片不過,這其中的許多細節我們都不是很清楚,而最大的一個謎團就是:雲層中的電場還沒強大到能夠自發放電,所以還需要有什麼東西來將它激發,換句話說,應該有某種「打火機」的東西在觸發整個電場。
科學家最新的觀點是,外空間進入大氣層的宇宙射線擔當了這個「打火機」。宇宙射線來源於超新星爆發等高能天體物理過程,它們瀰漫在宇宙中,不斷落入地球。如果宇宙射線與空氣中的分子發生碰撞,就能產生一些基本粒子,這些基本粒子會再與其他空氣分子碰撞,產生電離,生成電子束。在雷雨雲的雲層電場中,電子束如同在粒子加速器中一樣會被加速,於是引發了更高能量的碰撞過程,大量高能電子逃逸觸發了閃電。
這一過程會產生x射線和γ射線。如今,人造衛星已經在雷雨雲里探測到這些爆發的射線,從而證實了科學界這一最新觀點。
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