Российская Информационная Сеть
English   Контакты
Политика  Общество  Экономика  Деловые  Наука  Hi-Tech  Культура  Шоу-бизнес  Спорт  Происшествия  Криминал  Скандалы  Пикантные  Зарубежные  ИноСМИ
ТОП-дайджест  Хроника  Эксклюзив  Фоторепортажи  Личное мнение  Погода  Комментарии  Поиск  RSS  Интернет-радио  
 Топ 20 сегодня Топ 20 сегодня 
Часть Владивостока в Новый год осталась без светаЧасть Владивостока в Новый год осталась без света
Белый дом поддержал протестующих в ИранеБелый дом поддержал протестующих в Иране
Ким Чен Ын рассказал о ядерной кнопке у него на столеКим Чен Ын рассказал о ядерной кнопке у него на столе
Госдеп подтвердил гибель американцев в авиакатастрофе в Коста-РикеГосдеп подтвердил гибель американцев в авиакатастрофе в Коста-Рике
Трамп пожелал счастливого Нового года друзьям, врагам и "нечестным СМИ"Трамп пожелал счастливого Нового года друзьям, врагам и "нечестным СМИ"...
В горах Коста-Рики разбился самолетВ горах Коста-Рики разбился самолет
Генсек ООН в канун Нового года призвал мир к единствуГенсек ООН в канун Нового года призвал мир к единству
Путин в новогоднем поздравлении пожелал россиянам успехов и благополучияПутин в новогоднем поздравлении пожелал россиянам успехов и благополучия...
В Иране во время протестов погибли два человекаВ Иране во время протестов погибли два человека
В Госдуме ответили Трампу на слова о завоевании почти 100% территорий боевиковВ Госдуме ответили Трампу на слова о завоевании почти 100% территорий боевиков...
далее топ дня...
 Фотожурнал: фото-топ за месяц, галерея всех фото Фотожурнал 
 Новости партнеров
 Топ новости разделов сегодня Топ новости разделов 
Часть Владивостока в Новый год осталась без светаЧасть Владивостока в Новый год осталась без света
В Совфеде пригрозили Франции ответными мерами в случае отзыва лицензии у RT FranceВ Совфеде пригрозили Франции ответными мерами в случае отзыва лицензии...
ЦИК уведомят о дате сбора инициативной группы по выдвижению ПутинаЦИК уведомят о дате сбора инициативной группы по выдвижению Путина
Корабль "Союз" с экипажем пристыковался к МКСКорабль "Союз" с экипажем пристыковался к МКС
Скоро sim-карта может заменить паспорт.Скоро sim-карта может заменить паспорт.
В Мельбурне автомобиль наехал на пешеходовВ Мельбурне автомобиль наехал на пешеходов
Госдума приняла закон об ужесточении наказания за "телефонный терроризм"Госдума приняла закон об ужесточении наказания за "телефонный терроризм"...
Финская полиция объяснила обыск у автора статьи о слежке за российскими военнымиФинская полиция объяснила обыск у автора статьи о слежке за российскими...
Если вы уже слушаете новогодние песни, то у нас для вас плохая новостьЕсли вы уже слушаете новогодние песни, то у нас для вас плохая новость
В Госдуму внесли проект о запрете на вход для журналистов американских СМИ-иноагентовВ Госдуму внесли проект о запрете на вход для журналистов американских...
далее...
 Личное мнение Личное мнение 

 Новости о знаменитостях Знаменитости 
Новость: 17 августа 14:48: Певица Рианна создала коллекцию носков со своим изображениемПевица Рианна создала коллекцию носков со своим изображением

Новость: 22 июля 09:00: Родион Газманов устроил "Самый яркий день"Родион Газманов устроил "Самый яркий день"


 Заплатим за ваше мнение!
Получайте до 1,5 долларов за каждую заполненную анкету!



 Новости науки и техники Новости науки и техники 
7 марта, 09:19

Физики раскрывают тайны рождения молний

Новости науки и техники: Физики раскрывают тайны рождения молний
Новости по теме: В Киеве националисты проводят шествие в честь дня рождения Бандеры
"Молния подожгла здание Киево-Печерской лавры", "удар молнии вывел из строя энергоподстанцию в Новгородской области", "Ту-154" упал из-за грозы", "молния испепелила музей Тютчева в Подмосковье" - список бесчинств стихии нескончаем.

Каждый год четыре миллиона молний ударяют в поверхность Земли. За Полярным кругом грозы бывают не чаще одного раза в 10 лет, а в Индонезии - 320 дней в году!

Сила тока во время главного разряда может за несколько микросекунд достигать 200 тысяч ампер, а температура канала, по которому проходит ток, превышает 20 000 градусов! Велико искушение овладеть этой силищей. "Мы ухватим ее, мы будем пробивать молниями горы, варить камни! - восклицал без тени сомнения герой известного романа Даниила Гранина "Иду на грозу". Более двух столетий ученые бьются над загадками молнии - этого гигантского электрического искрового разряда в атмосфере. Особый интерес вызывает его начальная стадия - электрический пробой.

Чаще всего молния возникает в кучево-дождевых облаках. При их образовании интенсивные восходящие потоки воздуха увлекают вверх и разбрызгивают встречающиеся на пути капли влаги, трение частиц приводит к их электризации. В зоне, где, как предполагали, электрическое поле достигает критического значения, начинается ударная ионизация - ее создают свободные электроны, которые всегда есть в воздухе. Под действием электрического поля они приобретают значительные скорости по направлению к земле и, сталкиваясь с атомами воздуха, ионизуют их. Возникают так называемые стримеры - хорошо проводящие каналы.

Сливаясь, стримеры дают начало лидеру - яркому термоионизованному каналу с высокой проводимостью. Он движется к земле ступенями в несколько десятков метров (именно поэтому движение молнии выглядит как ломаная линия). Пройдя первую, приостанавливается на несколько десятков микросекунд, опять делает рывок. И, когда до поверхности остается метров десять, навстречу ему выбрасывается встречный стример, он соединяется с лидером, в этот момент и возникает главный разряд молнии, который характеризуется токами от десятков до сотен тысяч ампер, чрезвычайной яркостью, скоростью, близкой к скорости света. Длина канала достигает 10 километров, а диаметр - всего 10-20 сантиметров. Ток, как по шнурку, стремительно стекает из облака на землю, канал с грохотом как бы взрывается, вещество, бывшее до пробоя диэлектриком (в нашем случае - атмосфера Земли) мгновенно, за 10-5-10-8 секунд, становится проводником тока - это и есть обычный электрический пробой.

Казалось бы, все ясно: в атмосфере накопилось электричество, при критических значениях оно пробивает канал, по нему стекает ток, который мы видим как молнию. Однако действительность оказалась гораздо сложнее этой общепринятой схемы. Кроме так называемого светлого электрического пробоя, который мы видим невооруженным глазом, есть еще и "темный", который фиксируют только приборы. Его назвали пробоем на убегающих электронах (ПУЭ).

Появлению новой теории зарождения молнии способствовали эксперименты, которые проводились на самолетах и шарах-зондах. Было отмечено, что величина электрического поля в грозовых облаках всегда оставалась значительно ниже критического поля, необходимого для возникновения обычного пробоя. Это была первая загадка. А в конце 1990-х годов в грозовом облаке впервые зафиксировали резкую вспышку гамма-излучения с энергией фотонов до 100 Кэв. Но обычно такое излучение, создаваемое космическими лучами, в 1000 раз слабее! Что дает такую вспышку гамма-излучения - вторая загадка, не вписывающаяся в общепринятые схемы.

- Эти вопросы мы подробно обсуждали в 1991 году, когда я работал в США по приглашению Национальной лаборатории в Лос-Аламосе, - говорит автор теории ПУЭ, заведующий сектором взаимодействия радиоволн с плазмой Физического института РАН, академик Александр Гуревич (на верхнем снимке). - Но ответа не находилось. На обратном пути мне пришлось полтора часа провести в аэропорту Альбукерке в ожидании вылета. Я просто сидел и думал об этих загадках. И неожиданно мне стал понятен новый физический механизм электрического пробоя - того явления, которое теперь называется пробоем на убегающих электронах. Это совсем другой, не обычный электрический пробой. ПУЭ - новое физическое явление, новое - в глубинном смысле. В его основе лежит классический механизм взаимодействия быстрых частиц с веществом, замечательные особенности которого были открыты Резерфордом еще в начале прошлого столетия.

Что же такое пробой на убегающих электронах? Александр Викторович приводит пример из жизни. Вы бежите через толпу, она вас сдерживает, вы все равно рветесь вперед. При этом сила торможения (с которой вас сдерживают), уменьшается, а ваша - возрастает. В конце концов, вы вырвались из толпы, энергия, которую тратили на преодоление торможения, высвобождается, и вы бежите вперед с возросшей скоростью. То же происходит и с убегающими электронами.

- Убегающие электроны движутся с такой большой скоростью, что проникают внутрь атомов, так что всякая среда представляет для них лишь набор электронов и ядер, - рассказывает А.Гуревич. - Особенность взаимодействия быстрого электрона с медленными в том, что сила торможения быстрого электрона, открытая Резерфордом и теоретически разработанная Бете, падает с ростом его энергии. Освободившись от сил, препятствующих движению, электрон начинает ускоряться электрическим полем. И чем большую скорость приобретают электроны, тем меньшее сопротивление своему движению они испытывают и, следовательно, ускоряются еще больше.

Убегающий электрон (а фактически - ускоряющийся), сталкиваясь с электронами атомов, порождает целый каскад медленных свободных электронов. Но среди них появляется и быстрый электрон, который становится убегающим, то есть тоже ускоряется полем. Он порождает новый убегающий электрон, в результате появляется экспоненциально нарастающая лавина убегающих электронов. Вместе с ними растет и огромное число медленных (тепловых) электронов, что приводит к быстрому росту электропроводности среды, то есть к электрическому пробою.

Главную роль в этом пробое играет размножение убегающих электронов. Поэтому его и называют пробоем на убегающих электронах. Критическое поле для ПУЭ в несколько раз ниже критического поля для обычного пробоя. Как раз такое поле и наблюдается в грозовых облаках. К тому же быстрые электроны эффективно генерируют гамма-излучение. Таким образом, свойства ПУЭ позволяют объяснить обе загадки молнии. Кроме того, для возбуждения ПУЭ необходимы так называемые затравочные быстрые электроны. Такие электроны в атмосфере есть - они генерируются космическими лучами. Тем самым устанавливается связь космического излучения с грозовыми процессами.

Предсказание ПУЭ ученый мир воспринял как нить Ариадны, с помощью которой можно разгадать тайну возникновения молнии. Над построением теории ПУЭ начали работу в ФИАН А.Гуревич и К.Зыбин. Объемные численные расчеты провели ученые из Сарова, Лос-Аламоса и университета Лос-Анджелеса. В течение шести лет, в нелегкие для науки 1990-е годы, разрабатывались элементарная и кинетическая теории ПУЭ, определялись условия его возникновения. Вслед за теорией появились и новые важные результаты наблюдений. В частности, с помощью космических аппаратов были открыты мощные вспышки гамма-излучения, рожденного в атмосфере высотными молниями.

Началась подготовка крупного наземного эксперимента.

- В лабораторных условиях провести такой эксперимент невозможно, ведь длина свободного пробега убегающего электрона минимум 50 метров - расстояние, необходимое для того, чтобы можно было зафиксировать явление ПУЭ, а для каскада электронов установка должна быть уже километровой, - рассказывает заместитель руководителя отделения ядерной физики и астрофизики ФИАН Владимир Рябов. - Решили проводить эксперимент в природных условиях, наблюдая за грозами. Выбор пал на Тянь-Шанскую высокогорную научную станцию космических лучей (ТШВНС) в горах Заилийского Алатау близ Алма-Аты. (Эту станцию правительство Казахстана на 49 лет передало в аренду ФИАН). Для исследования физики грозового разряда там уникальные природные условия - грозы гремят с мая по ноябрь, а горизонтально расположенный пик Турист высотой около 4 тысяч метров позволяет разместить детекторы в несколько ярусов и как раз на таком расстоянии, которое дает возможность наблюдать весь пробег и электрона, и каскада электронов.

В 2002 году начались эксперименты по проверке теории ПУЭ. В настоящее время на различных установках ТШВНС ведется непрерывный мониторинг широких атмосферных ливней (ШАЛ), регистрируются радио- и гамма-излучения в широком диапазоне частот. В грозовой период все детекторы работают непрерывно в автоматическом режиме, чтобы не пропустить ни одного события.

По предположению академика Гуревича, спусковым крючком для пробоя на убегающих электронах могут служить высокоэнергичные космические частицы, достигающие Земли, - они регистрируются в широких атмосферных ливнях. Поэтому физики задействовали и то оборудование, которое в советские времена использовалось для исследования ШАЛов. Во время гроз детекторы оказываются непосредственно в эпицентре события. Старший научный сотрудник лаборатории космических лучей Александр Чубенко проработал на станции уже несколько сезонов и знает о работе в экстремальных условиях не понаслышке.

- Оборудование находится в экспериментальных домиках (на нижнем снимке - С.К.) - их больше 50 на разных высотах, - рассказывает он. - Детекторы объединены в единую сеть. Когда параметры атмосферы достигают критических значений, система должна сработать строго синхронно, чтобы потом все сигналы можно было связать в единое событие и скоррелировать показатели. В отдельном домике находится компьютер, куда стекается вся информация о событии. На самом гребне стоят пять детекторных пунктов, последний оборудовали на высоте 4 тысячи метров год назад.

Однажды гроза застала нас, когда мы тянули кабель на самый пик. Кто побывал в подобной переделке - знает, что это такое. Когда молнии бьют вокруг, хочется зарыться в землю. Жуткое состояние! Зато ни у кого в мире нет таких данных, ведь мы находимся буквально внутри грозы. Правда, приходится часто чинить кабельную систему: молнии прожигают в ней дырки. Несмотря на такие ЧП, нам удалось полностью зафиксировать уже 10 событий. При анализе мы увидели те самые всплески гамма-излучения, которые свидетельствуют, что во время прохождения ШАЛа появились пробои на убегающих электронах.

Комплексная установка "Гроза" на ТШВНС уникальна, она позволяет исследовать все виды излучения во время грозы, имеет большой технический потенциал и постоянно модернизируется. Ученые полагают, что нужно еще примерно пять благополучных грозовых сезонов, чтобы экспериментально подтвердить теорию Гуревича.
[Читать все комментарии] [Напечатать новость]
http://www.poisknews.ru/
  Комментарии к новости 
[Добавить комментарий]

Комментариев к этой новости пока нет. Добавьте первым свой комментарий!
[Добавить комментарий]
 Хроника новостей: Новости науки и техники Хроника новостей 
Корабль "Союз" с экипажем пристыковался к МКС

19 декабря 12:04
На Дальнем Востоке появится новая армия, сообщили СМИ

18 декабря 09:04
От МКС отстыковался "Союз МС-05" с тремя космонавтами

14 декабря 09:04
В Стокгольме наградили лауреатов Нобелевской премии

10 декабря 22:04
Спутник "Метеор-М" не вышел на целевую орбиту

28 ноября 13:04
На Восточном прошел второй пуск в истории космодрома

28 ноября 10:04
РН "Союз" со спутником взлетела с космодрома Восточный

28 ноября 09:04
Госкомиссия разрешила второй запуск РН с космодрома Восточный

28 ноября 08:04
Российские специалисты отправились в район поисков аргентинской подлодки

28 ноября 06:04
Пентагон заявил об "опасном" перехвате Су-30 самолета США

28 ноября 04:04
Вошедший в Черное море американский эсминец направляется в Одессу

28 ноября 01:04
Турция успокоила, что С-400 не опасны для НАТО

27 ноября 20:04
Как быстро похудеть: 3 важных фактора

10 ноября 09:25
МВД планирует ввести новые экзамены для водителей.

7 ноября 09:23
Россия ближайшем будущем будет развивать ядерные силы и высокоточное оружие.

31 октября 10:34
Российская армия получила ещё один полк С-400

26 октября 12:44
Российские школьники собрали все золотые медали чемпионата JuniorSkills

19 октября 16:40
Россия празднует День Ксмических войск

4 октября 08:38
Крымский мост защитят от диверсантов

3 октября 08:07
Новое российское оружие способно выключать электронику НАТО на расстоянии

2 октября 10:52
Россия лишилась опасного оружия

28 сентября 08:41
Виктория Дайнеко пожаловалась на бывшего мужа

27 сентября 10:51
Современный автомобиль необходимо защищать антивирусом

26 сентября 11:43
Сотовые операторы отказываются от GSM сетей

20 сентября 10:02
Космонавт рассказал необычных эмоциях при выходе в открытый космос

20 сентября 09:46
Стали известны цена на Lada Vest SW Cross

19 сентября 17:24
Пилотируемый космический корабль Союз МС-06 успешно произвел стыковку с МКС.

14 сентября 10:08
Chery планирует захватить рынок Европы своими электромобилями

13 сентября 20:20
Франкфуртский автосалон: электромобили, автопилоты и конкуренты из Китая

12 сентября 09:55
Ракета-носитель Протон доставил на орбиту Земли новый спутник

12 сентября 09:14
 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25 >> 938
 Главная новость дня Главная новость дня 
Суд в Лондоне выдал приказ о всемирном аресте активов Коломойского Суд в Лондоне выдал приказ о всемирном аресте активов Коломойского
 
 Эксклюзив Эксклюзив 
Пора ли продавать акции Apple? Пора ли продавать акции Apple?
 
  Топ новостей Опросы 
 Фоторепортажи: новости с подборкой фотографий Фоторепортажи 
Николай Носков впервые рассказал о тяжелой болезни
Пугачевой стало плохо на международном фестивале Жара
68-летняя Пугачева показала свои морщины (фото)
Актер Шайя ЛаБаф лечится от алкогольной зависимости
Пугачевой стало плохо на международном фестивале Жара
 Новости партнеров
 Новости дня Новости дня 
 
  Copyright © RIN 2000-
* Обратная связь
Контактная информация  
Политика  Общество  Экономика  Деловые  Наука  Hi-Tech  Культура  Шоу-бизнес  Спорт  Происшествия  Криминал  Скандалы  Пикантные  Зарубежные  ИноСМИ