La forma en que pensamos sobre los rayos tiende a ser algo direccional. Se curva desde el cielo en rompientes corrientes de electricidad, un símbolo del poder de la tormenta.
Pero los rayos no siempre caen hacia abajo, y los científicos acaban de realizar una medición preliminar que podría ayudarnos a comprender la forma en que esta poderosa fuerza se forma en la naturaleza.
En un tipo particular de relámpago que cae más alto hacia el cielo, llamado destellos ascendentes positivos, un equipo dirigido por el astrofísico Thomas Origel-Schomont del Instituto Federal Suizo de Tecnología (EPFL) ha detectado y medido directamente la emisión de rayos X.
Los destellos ascendentes son un tipo de relámpago que comienza con fuerzas cargadas negativamente en un punto a gran altitud, elevándose gradualmente hacia el cielo para conectarse con una nube de tormenta antes de transferir una carga positiva al suelo. La detección de rayos X podría ayudar a mitigar los daños causados por los rayos en todo el mundo.
«A nivel del mar, los destellos ascendentes son raros, pero pueden convertirse en el tipo dominante en altitudes más altas». “Urigel Chaumont dice. «También tiene el potencial de ser más dañino, porque en un destello hacia arriba, el rayo permanece en contacto con la estructura por más tiempo que durante un destello hacia abajo, dándole más tiempo para transferir la carga eléctrica».
Los rayos X son un conocido compañero de los rayos. Lo hemos detectado en relámpagos descendentes, de nube a tierra, y en relámpagos disparados por cohetes, en ambos casos durante la fase de líder de flecha negativa descendente. Fue descubierto en la etapa Archermaster de Ascendente Passive Lightning.
Pero la detección por rayos X de la fase pionera de cuatro destellos de relámpagos positivos que emanan de la Torre Santis en Suiza, dicen Origiel-Chaumont y su equipo, es una nueva herramienta para comprender los rayos.
«El mecanismo real por el cual los rayos se inician y se propagan sigue siendo un misterio». ellos explican. «La observación de relámpagos que se elevan desde estructuras altas como la Torre Santis permite correlacionar las mediciones de rayos X con otras cantidades medidas simultáneamente, como observaciones por vídeo de alta velocidad y corrientes eléctricas».
Santis Tower es un excelente lugar para estudiar los rayos. Diseñado y utilizado como torre de comunicaciones y estación de observación meteorológica, el edificio tiene 124 metros (407 pies) de altura y está ubicado en la cima del Monte Santis de 2.502 metros (8.209 pies) en los Alpes de Appenzell.
Sobresale como un dedo en el cielo y es el objetivo principal de los rayos; De hecho, recibió descargas eléctricas. Unas 100 veces al año.
Debido a que es tan alto y a que hay vistas claras de las montañas cercanas, es un lugar excelente para registrar y analizar el comportamiento de los rayos. Los investigadores capturaron sus cuatro destellos ascendentes utilizando cámaras de alta velocidad; Se registró un solo destello a una asombrosa velocidad de 24.000 fotogramas por segundo.
Estas cámaras permitieron a los investigadores diferenciar entre los destellos positivos hacia arriba que emiten rayos X y los que no. La emisión de rayos X es muy breve, desaparece en el primer milisegundo de la formación del líder y está asociada con cambios muy rápidos en el campo eléctrico, así como con la velocidad a la que cambia la corriente.
Los investigadores dicen que esto tiene implicaciones para reducir la cantidad de daño que los rayos causan a las estructuras humanas.
«Como físico, me gusta poder comprender la teoría detrás de las observaciones, pero esta información también es importante para comprender los rayos desde una perspectiva de ingeniería». “Urigel Chaumont dice.
«Cada vez se construyen más estructuras a gran altura, como turbinas eólicas y aviones, con materiales compuestos. Estos son menos conductores que metales como el aluminio, por lo que se calientan más, lo que los hace vulnerables a los daños causados por los rayos desde arriba».
La investigación del equipo ha sido publicada en Informes científicos.
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