Ett team av forskare från flera institutioner i Indien och Japan har funnit att det är möjligt att använda en muondetektor för att mäta elektrisk potential i åskväder. Tidningen publiceras i tidskriften Fysiska granskningsbrev . Forskarna förklarar att de märkte att muondetektionsnivåerna sjunker under åskväder, och använde den informationen för att beräkna elektrisk potential i åskväder.

Blixtnedslag som blinkar över himlen är gott om bevis för att stormar producerar elektricitet. Under de senaste decennierna har forskare har skickat ballonger och flygplan till stormar för att lära sig mer om vad som händer inuti dem. Men sensorerna som används i sådana ansträngningar har bara kunnat fånga data om mycket små delar av stormar. I denna nya insats, forskarna utvecklade ett sätt att fånga en kritisk mätning av en hel storm - dess elektriska potential.

Stormens elektriska potential definieras som den kollektiva mängden arbete som skulle krävas för att flytta dess elektroner från en del av ett moln till en annan. I åskväder, den elektriska potentialen uppstår när positivt laddade vattendroppar stiger och negativt laddade droppar sjunker, och luften mellan dem blir ledande. På grund av deras elektriska aktivitet, åskväder kan påverka muoner, tvingar dem att tappa energi, vilket hindrar muondetektorer från att upptäcka dem.

Muoner är en av en typ av små partiklar som uppstår när kosmiska partiklar smäller in i atmosfären och bryts sönder i miljontals skräp - de regnar ständigt nedifrån. Forskare har byggt muondetektorer för att studera dem. En sådan anläggning är GRAPES-3, ligger i Indien. Den har 400 muondetektorer på marken, täcker cirka 25, 000 kvadratmeter. Tillsammans, de upptäcker miljontals muoner varje minut. Forskarna med denna nya insats började övervaka förändringar i detektionsnivåer när de märkte att nivåerna sjönk när åskväder var över huvudet. De rapporterar att de övervakade och studerade förändringar av sådana nivåer under perioden april 2011 till december 2014. Under en särskilt stor storm som inträffade den 1 december, 2014, muonhalterna sjönk hela 2 procent.

Som en del av deras forskning, laget byggde en stormsimulator för att beräkna den totala elektriska potentialen för en storm baserat på minskningen av detekterade muonen. De rapporterar att deras simulator visade att decemberstormen hade en 1,3 miljarder volt elektrisk potential.

© 2019 Science X Network