สายฟ้าเริ่มต้นอย่างไรในพายุฝนฟ้าคะนองเป็นที่รู้จักกันไม่ดี ด้วยระบบการทำแผนที่ 3 มิติและโพลาไรเซชันที่พัฒนาขึ้นใหม่นักฟิสิกส์ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Los Alamos พบว่าแสงไฟฟ้าผ่าบางตัวไม่เพียงเริ่มต้นด้วยการปล่อยอย่างรวดเร็วในเชิงบวกเท่านั้น น่าแปลกที่โพลาไรเซชันของสัญญาณนั้นเอียงจากทิศทางการแพร่กระจายการปล่อยและโพลาไรเซชันสำหรับการปล่อยสองครั้งที่ตรงกันข้ามหมุนจากกันและกันแสดงให้เห็นว่าการเริ่มต้นการปล่อยอย่างรวดเร็วไม่ได้ถูกขับเคลื่อนโดยสนามไฟฟ้าพายุเพียงอย่างเดียว ผู้เขียนวิเคราะห์การสังเกตเหล่านี้ด้วยฝักบัวอาบน้ำจักรวาลและพบว่าคุณสมบัติที่แปลกประหลาดเหล่านี้สามารถอธิบายได้อย่างต่อเนื่อง
ฟ้าผ่าเริ่มต้นด้วยการปล่อยอย่างรวดเร็วในเชิงบวกตามด้วยการปล่อยเชิงลบที่เร็วขึ้นและกว้างขวางยิ่งขึ้นสังเกตได้ในรูปแบบ 3 มิติ; โพลาไรซ์สัญญาณเอียงจากทิศทางการแพร่กระจายการปล่อยและหมุนระหว่างการปล่อยอย่างรวดเร็วทั้งสองตรงข้าม คุณสมบัติเหล่านี้อาจเป็นเพราะฝักบัวอาบน้ำในจักรวาลที่กำหนดเส้นทางการปล่อยและนำทางทิศทางกระแสไฟฟ้าที่ปล่อยออกมา เครดิตภาพ: ELG21
“ นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าสายฟ้าเริ่มต้นในพายุฝนฟ้าคะนองอย่างไร
“ การใช้เทคโนโลยีการทำแผนที่ความถี่วิทยุ 3 มิติของเราและเทคโนโลยีโพลาไรเซชันเราสังเกตเห็นรูปแบบที่ผิดปกติในการเริ่มต้นของสายฟ้า แทนที่จะปล่อยไฟฟ้าในเชิงบวกอย่างรวดเร็วฟ้าผ่าจะถูกตามด้วยการปล่อยที่เร็วขึ้นและเป็นลบยิ่งขึ้น”
โดยทั่วไปสายฟ้าเริ่มต้นหลังจากการต่อต้านค่าไฟฟ้า - บวกและลบ - ถูกแยกออกเป็นเมฆทำให้เกิดการปลดปล่อยที่ผู้คนมองว่าเป็นฟ้าผ่า
ในการศึกษาของพวกเขาซึ่งใช้ประโยชน์จากนวัตกรรมการทำแผนที่และการพัฒนาโพลาไรเซชันของ Los Alamos ที่เรียกว่า BIMAP-3D ดร. Shao และเพื่อนร่วมงานสังเกตว่าโพลาไรซ์สัญญาณจากการปล่อยเหล่านี้มีรูปแบบที่เอียงออกไปจากทิศทางการแพร่กระจาย
สิ่งนี้บ่งชี้ว่ามีสิ่งอื่นนอกเหนือจากสนามไฟฟ้ามีบทบาทในการเริ่มต้นสายฟ้า
นอกเหนือจากการเอียงนักฟิสิกส์สังเกตว่าทิศทางของโพลาไรซ์เปลี่ยนไประหว่างการปล่อยบวกและลบ
พวกเขาอ้างถึงพฤติกรรมนี้ไปยังฝักบัวอาบน้ำในจักรวาลซึ่งเป็นอนุภาคพลังงานสูงจากอวกาศที่เข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลก
รังสีจักรวาลเหล่านี้ผลิตอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงและ positrons ในบรรยากาศที่ทำให้อากาศเป็นไอออนและสร้างเส้นทางใน Thunderclouds ช่วยให้สายฟ้าติดตามและเดินทางได้เร็วขึ้น
นักวิจัยค้นพบว่าอิเล็กตรอนพลังงานสูงและโพสิตรอนถูกผลักไปในทิศทางที่แตกต่างกันโดยสนามแม่เหล็กของโลกและสนามไฟฟ้าเมฆซึ่งนำไปสู่กระแสการปล่อยที่เอียงนั่นคือโพลาไรเซชันที่เอียงจากทางเดินของอาบน้ำ
positrons และอิเล็กตรอนถูกเบี่ยงเบนไปในทิศทางที่แตกต่างกันในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าอธิบายว่าทำไมพวกเขาจึงประพฤติตัวแตกต่างกันระหว่างการปล่อยบวกอย่างรวดเร็วและลบ
“ แนวคิดนี้ยังสามารถอธิบายกรณีทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับการปลดปล่อยอย่างรวดเร็วเท่านั้นและดังนั้นการเริ่มต้นสำหรับแสงไฟฟ้าผ่าส่วนใหญ่” นักวิทยาศาสตร์กล่าว
ของพวกเขาผลลัพธ์เผยแพร่ 3 มีนาคมในวารสารการวิจัยธรณีฟิสิกส์: บรรยากาศ-
-
Xuan-Min Shaoet al- 2025. การทำแผนที่ความถี่คลื่นวิทยุ 3 มิติและการสังเกตโพลาไรเซชันแสดงให้เห็นว่าแสงแฟลชฟ้าผ่าถูกจุดติดไฟโดยฝักบัวอาบน้ำจักรวาลjgr atmospheres130 (5): E2024JD042549; ดอย: 10.1029/2024JD042549
