ఎందుకు మెరుపు తరచుగా రెండుసార్లు-డొమైన్- B

18 ఏప్రిల్ 2019

ప్రజాదరణ పొందిన నమ్మకానికి విరుద్ధంగా, మెరుపు తరచుగా రెండుసార్లు సమ్మె చేస్తుంటుంది, అయితే మెరుపు ఛానెల్ ‘తిరిగి ఉపయోగించబడినది’ ఒక రహస్యంగా మిగిలిపోయింది. ఇప్పుడు, గ్రోనిన్జెన్ విశ్వవిద్యాలయం నేతృత్వంలోని ఒక అంతర్జాతీయ పరిశోధనా బృందం LOFAR రేడియో టెలిస్కోప్ను అపూర్వమైన వివరాలతో మెరుపు మెరుపుల యొక్క అభివృద్ధి అధ్యయనం చేయడానికి ఉపయోగించింది. వారి పని ఒక ఉరుములతో కూడిన ప్రతికూల ఆరోపణలను ఒకే ఫ్లాష్లో డిస్చార్జ్ చేయలేదని, అంతేకాకుండా అంతరాయాల వద్ద నాయకుడు ఛానల్తో పాటు నిల్వ చేయబడిందని వారి పని తెలుపుతుంది. పరిశోధకులు సూదులు అని పిలిచే నిర్మాణాల లోపల ఇది సంభవిస్తుంది. ఈ సూదులు ద్వారా, ప్రతికూల చార్జ్ భూమికి పునరావృతమవుతుంది. ఫలితాలు ఏప్రిల్ 18 న సైన్స్ జర్నల్ నేచర్ లో ప్రచురించబడ్డాయి.

సూదులు

“ప్రస్తుతం ఈ చిత్రంలో స్పష్టంగా విరుద్ధంగా ప్లాస్మా చానెల్స్తో పాటుగా క్లౌడ్ యొక్క ఒక భాగానికి మరొకదానికి లేదా భూమికి ఛార్జ్ చేస్తుంది”, అని KVI- గ్రోనిన్జెన్ విశ్వవిద్యాలయం యొక్క వస్త్ర సంస్థ. LOFAR యొక్క ‘సుప్రీం సామర్థ్యాలు’ లో సూదులు ముందు ఎన్నడూ చూడని కారణంగా, తన సహచరుడు డాక్టర్ బ్రియాన్ హేర్, ఈ పత్రిక యొక్క మొదటి రచయిత: “ఈ సూదులు 100 మీటర్ల పొడవు మరియు ఐదు కన్నా తక్కువ వ్యాసం కలిగివుంటాయి. మీటర్లు, మరియు ఇతర మెరుపు నిరోధక వ్యవస్థలకు చాలా చిన్నవిగా మరియు అతి తక్కువగా ఉంటాయి. “

తక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీ అర్రే (LOFAR) అనేది ఉత్తర ఐరోపాలో వ్యాపించిన వేలకొద్దీ సాధారణ యాంటెన్నాలతో కూడిన డచ్ రేడియో టెలిస్కోప్. ఈ యాంటెనాలు ఫైబర్-ఆప్టిక్ తంతులు ద్వారా ఒక కేంద్ర కంప్యూటర్తో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, అనగా అవి ఒకే సంస్థగా పనిచేస్తాయి. LOFAR ప్రధానంగా రేడియో ఖగోళ శాస్త్ర పరిశీలనల కోసం అభివృద్ధి చేయబడింది, అయితే VHF (చాలా అధిక పౌనఃపున్యం) రేడియో బృందంలో విడుదలయ్యే విధంగా విడుదలయ్యేలా, యాంటెనాలు యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ శ్రేణి మెరుపు పరిశోధనకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.

క్లౌడ్ ఇన్సైడ్

ప్రస్తుత మెరుపు పరిశీలనల కోసం, శాస్త్రవేత్తలు 3,200 చదరపు కిలోమీటర్ల విస్తీర్ణాన్ని కలిగి ఉన్న డచ్ LOFAR స్టేషన్లను మాత్రమే ఉపయోగించారు. ఈ కొత్త అధ్యయనం 30-80 MHz బ్యాండ్లో కొలిచినప్పుడు ముడి సమయ-జాడలను విశ్లేషిస్తుంది (ఒక నానోసెకన్కు ఖచ్చితమైనవి). బ్రియాన్ హేర్: “ఈ డేటా మాకు ప్రాధమిక ప్రక్రియలను వేరు చేయగల ఒక స్థాయి వద్ద మెరుపు ప్రచారాన్ని గుర్తించడానికి మాకు వీలు కల్పిస్తుంది, అంతేకాకుండా, రేడియో తరంగాల ఉపయోగం మాకు మెరుపులో మెరుపులో కనిపించేలా చేస్తుంది . “

మెరుపు సంభవిస్తుంది పెద్ద కంతోలింబస్ మేఘాలలో స్థిరమైన విద్యుత్తు యొక్క రకాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. క్లౌడ్ యొక్క భాగాలు సానుకూలంగా అభియోగాలు మరియు ఇతరులు ప్రతికూలంగా మారతాయి. ఈ ఛార్జ్ విభజన తగినంతగా ఉన్నప్పుడు, హింసాత్మక ఉత్సర్గం జరుగుతుంది, ఇది మేము మెరుపుగా తెలుసు. అలాంటి ఒక డిచ్ఛార్జ్ ప్లాస్మాతో మొదలవుతుంది, విద్యుద్విశ్లేషణ జరపడానికి తగినంతగా అయనీకరణం చేయబడిన ఒక చిన్న ప్రాంతం. ఈ చిన్న ప్రాంతం ఒక ఫోర్క్ ప్లాస్మా ఛానల్లోకి పెరుగుతుంది, అది అనేక కిలోమీటర్ల పొడవును చేరగలదు. ప్లాస్మా ఛానల్ యొక్క సానుకూల చిట్కాలు క్లౌడ్ నుండి ప్రతికూల ఆరోపణలను సేకరిస్తుంది, ఇది ఛానెల్ ద్వారా ప్రతికూల చిట్కాకి వెళుతుంది, చార్జ్ డిశ్చార్జ్ అవుతుంది. ప్రతికూల ఛానల్స్ యొక్క పెరుగుతున్న చిట్కాలలో పెద్ద మొత్తంలో VHF ఉద్గారాలను ఉత్పత్తి చేయబడుతున్నారని ఇప్పటికే తెలిసినది, సానుకూల చానల్స్ ఛానల్లో మాత్రమే ఉద్గారాలను ప్రదర్శిస్తుంది, టిప్లో కాదు.

ఒక కొత్త అల్గోరిథం

శాస్త్రవేత్తలు LOFAR డేటా కోసం ఒక కొత్త అల్గోరిథంను అభివృద్ధి చేశారు, వీటిని VHF రేడియో ఉద్గారాలను రెండు మెరుపు మెరుపులు నుండి చూసేందుకు అనుమతిస్తుంది. యాంటెన్నా శ్రేణి మరియు అన్ని డేటాపై చాలా ఖచ్చితమైన సమయం స్టాంప్ వాటిని ఎమిషన్ మూలాన్ని అపూర్వమైన తీర్మానంతో గుర్తించడానికి అనుమతించింది. “LOFAR యొక్క ప్రధాన ప్రాంతం దగ్గరగా, యాంటెన్నా సాంద్రత ఎక్కువగా ఉన్న, ప్రాదేశిక ఖచ్చితత్వం ఒక మీటర్ గురించి”, ప్రొఫెసర్ స్చోల్టేన్ చెప్పారు. అంతేకాకుండా, ఇతర త్రి-డైమెన్షనల్ ఇమేజింగ్ సిస్టమ్స్ కంటే 10 రెట్లు ఎక్కువ VHF మూలాలను స్థానికీకరించే సామర్థ్యం పొందగలిగేది, నానోసెకండ్ల శ్రేణిలో తాత్కాలిక పరిష్కారం. ఇది ఫలితంగా మెరుపు డిచ్ఛార్జ్ యొక్క అధిక-రిజల్యూషన్ 3D చిత్రం.

బ్రేక్

ఉత్సర్గ ఛానల్ లో విడిపోయినప్పుడు, సూదులు ఏర్పడిన ప్రదేశంలో ఫలితాలు స్పష్టంగా కనిపిస్తాయి. ఇవి ప్రధాన ఛానల్ నుండి ప్రతికూల ఆరోపణలను ఉద్భవించాయి, ఇది తరువాత క్లౌడ్ను మళ్లీ ప్రవేశపెట్టింది. ఛానెల్లో ఛార్జీల తగ్గింపు విరామానికి కారణమవుతుంది. అయినప్పటికీ, క్లౌడ్లో ఛార్జ్ మళ్లీ తగినంతగా మారినప్పుడు, ఛానల్ ద్వారా ప్రవాహం పునరుద్ధరించబడుతుంది, ఇది మెరుపు యొక్క రెండవ ఉత్సర్గకు దారితీస్తుంది. ఈ విధానం ద్వారా, మెరుపు పదేపదే ఒకే ప్రాంతంలో దాడి చేస్తుంది.

Schlten: “సానుకూల చానల్తో ఉన్న VHF ఉద్గారాలు ముందుగానే ఏర్పడిన సైడ్ ఛానల్స్, సూదులు వంటివి తరచుగా క్రమంగా పునరావృతమయ్యే డిశ్చార్జెస్ కారణంగా ఈ సూదులు పల్సెడ్ పద్ధతిలో చార్జీలను తొలగించాయి.” ఇది పూర్తిగా క్రొత్త దృగ్విషయంగా చెప్పవచ్చు, న్యూ హాంప్షైర్ విశ్వవిద్యాలయం యొక్క న్యూ హాంప్షైర్ (US) యొక్క ప్రొఫెసర్ జో డ్వయర్: “మా కొత్త పరిశీలన పద్ధతులు ముందు చూడని మెరుపు ఫ్లాష్లో సూటిగా ఉన్న మొత్తం సూదులు కనిపిస్తాయి.” మరియు బ్రియాన్ హేర్ ఇలా ముగించాడు: “ఈ పరిశీలనల నుండి, క్లౌడ్ యొక్క భాగం తిరిగి ఛార్జ్ చేయబడిందని మరియు గ్రౌండ్కు మెరుపు ఉత్సర్గ కొన్ని సార్లు పునరావృతమవుతుందని మేము అర్థం చేసుకోగలము.”