Международная команда физиков, возглавляемая Андреа Штёлльнер из Института науки и технологий Австрии, совершила неожиданное открытие, способное пролить свет на многовековую загадку атмосферы — механизм возникновения молний. Ученые разработали инновационный метод, использующий лазерные «пинцеты» и единственную микроскопическую частицу, чтобы изучить процессы, которые могут служить первоначальной искрой для гигантского атмосферного разряда.
Счастливая случайность в лаборатории
Как это часто бывает в научных открытиях, ключевой прорыв произошел благодаря непредвиденному результату. Первоначально исследователи изучали, как оптические лазерные лучи могут захватывать и заряжать микроскопические частицы диоксида кремния. Они наблюдали, как нейтральная частица, попав в переменное электрическое поле лазера, начинает вибрировать, накапливая заряд. Анализ показал, что заряд возникает, когда частица поглощает два фотона, что приводит к высвобождению электронов и оставляет ее с положительным зарядом.
Неожиданный микроразряд
Настоящим сюрпризом стало другое явление. Иногда, после нескольких недель нахождения в лазерной ловушке, частица внезапно прекращала интенсивно вибрировать. Физики интерпретировали это как спонтанную микроразрядку — событие, которое в миниатюре может быть аналогом того, что запускает молнию в атмосфере. Андреа Штёлльнер отмечает, что прямая связь с молнией пока является предположением, но фундаментальная загадка та же: что служит триггером для начальной искры?
Обратите внимание: NASA инвестирует в футуристический телескоп, который будет строить сам себя в космосе.
Теперь команда планирует исследовать, как на эти микроразряды влияют различные факторы: размер частиц, уровень влажности и атмосферное давление.В поисках недостающего звена
Несмотря на то что каждый день на планете происходит около 8 миллионов ударов молний, наука до сих пор не может с уверенностью объяснить, как именно они зарождаются внутри грозовых туч. Основная гипотеза связывает это со столкновениями ледяных кристаллов и града, которые создают электрическое поле. Однако поля, измеренные внутри облаков, обычно слишком слабы, чтобы вызвать пробой воздуха. Это порождает предположения о существовании локальных зон с аномально высокой напряженностью или о влиянии высокоэнергетических космических лучей. Проверить эти теории в лабораторных условиях было чрезвычайно сложно.
Уникальность нового подхода
Метод, разработанный группой Штёлльнер, кардинально меняет ситуацию. Он позволяет с беспрецедентной точностью наблюдать и измерять процессы заряда и разряда на уровне одной-единственной частицы. Важнейшее преимущество — отсутствие металлических электродов, что делает экспериментальные условия гораздо ближе к естественным атмосферным. Как отметил независимый эксперт, физик Дэн Дэниэл, эта методика открывает путь к микроскопическому пониманию электрификации облаков и может стать ключом к разгадке атмосферного электричества в целом. Кроме того, технология имеет потенциал для применения в планетологии, например, для исследования свойств заряженной лунной пыли.
Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters.
20.11.2025 195 FacebookXVKontakteOdnoklassnikiTelegram Подпишитесь на нас:Вконтакте / Telegram / Дзен Новости
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Физики разработали новый метод, который может помочь раскрыть одну из самых давних загадок атмосферной науки — происхождение молний.