Una llovizna invisible de partículas subatómicas ha demostrado que las tormentas eléctricas pueden acumular voltajes eléctricos mucho más altos de lo que pensábamos.

Usando muones, parientes pesados ​​de electrones que constantemente caen sobre la superficie de la Tierra, los científicos midieron el interior de una tormenta en el sur de la India en diciembre de 2014. El potencial eléctrico de la nube: la cantidad de trabajo necesario para mover un electrón de una parte de la nube a otro: llegó a 1.3 billones de voltios, informan los investigadores en un estudio aceptado en Physical Review Letters . Eso es 10 veces el voltaje más grande que se encontró con anterioridad al usar globos para hacer mediciones similares.

El muón es una partícula elemental, Durante años, los físicos han estudiado esta radiación para intentar entender qué la origina y cuáles son sus características. Mientras tanto, se buscan aplicaciones prácticas.

Los altos voltajes dentro de las nubes provocan rayos. Pero a pesar del hecho de que las tormentas eléctricas se extienden sobre nuestras cabezas, «realmente no tenemos una idea clara de lo que ocurre dentro de ellas«, dice el físico Joseph Dwyer, de la Universidad de New Hampshire en Durham, que no participó en la investigación.

Los globos y los aviones pueden monitorear solo una parte de la nube a la vez, lo que dificulta obtener una medición precisa de todo el asunto. Pero los muones se deslizan a través, de arriba a abajo. «Los muones que penetran en las nubes de tormenta son una sonda perfecta para medir el potencial eléctrico», dice el físico Sunil Gupta del Instituto Tata de Investigación Fundamental en Mumbai, India.

EL EXPERIMENTO DE LAS GRAPES-3

El experimento de GRAPES-3 mide los muones que caen sobre la Tierra. El repiqueteo de las partículas subatómicas cargadas eléctricamente cae durante las tormentas, desenmascarando el funcionamiento interno eléctrico de las nubes.

Gupta y sus colegas estudiaron el comportamiento de los muones con el experimento GRAPES-3 en Ooty, India, que observa alrededor de 2.5 millones de muones por minuto. Durante las tormentas eléctricas, esa tasa disminuye, ya que los muones, que están cargados eléctricamente, tienden a ser disminuidos por los campos eléctricos de una tormenta eléctrica. Eso significa que menos partículas transportan suficiente energía para registrarse en los detectores de los científicos.

Usando simulaciones por computadora de una tormenta eléctrica, los investigadores determinaron el potencial eléctrico necesario para explicar la caída de muones detectados durante la tormenta de 2014. El equipo también estimó la potencia eléctrica de la tormenta: era similar a la salida de un gran reactor nuclear, alrededor de 2 mil millones de vatios.

Se calcula que cada rayo mide unos 5 kilómetros de longitud por solo 1 centímetro de anchura, y descarga entre 1.000 y 10.000 millones de julios de energía, con una corriente de hasta 200.000 amperios y 100 millones de voltios.

El resultado es «potencialmente muy importante», dice Dwyer. Pero «con todo lo nuevo, hay que esperar y ver qué sucede con las mediciones adicionales». Y se simplificó la tormenta simulada por los investigadores, dice. Consistía en una región de carga positiva y otra región con carga negativa, mientras que las tormentas reales son más complejas.

Sin embargo, si se confirma, los altos voltajes dentro de una tormenta podrían explicar una observación desconcertante: algunas tormentas envían ráfagas de luz de alta energía , llamadas rayos gamma, hacia arriba. Pero los científicos no entienden completamente los procesos que podrían crear esa luz energética. Si las tormentas eléctricas realmente alcanzan el nivel de mil millones de voltios, eso podría explicar la misteriosa luz.

Traducción directa con cambios de:
https://www.sciencenews.org/article/muons-reveal-voltages-inside-thunderstorm


Jhonnattan Rivera Rivera

administrador de la pagina, dueño del canal Tu Electrotecnico

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