Российские физики провели серию лабораторных экспериментов, в ходе которых смогли наблюдать аналог рентгеновских вспышек, возникающих во время разрядов молний в атмосфере Земли. Полученные результаты позволили лучше понять природу этих явлений и приблизиться к разгадке механизмов их формирования.
Ранее считалось, что молнии представляют собой простые электрические разряды, соединяющие грозовые облака с земной поверхностью. Однако в последние годы выяснилось, что эти явления гораздо сложнее: они представляют собой природные фракталы и сопровождаются мощными всплесками рентгеновского и гамма-излучения, которые можно зафиксировать даже из космоса.
Чтобы изучить этот процесс, российские ученые создали экспериментальную установку, способную отслеживать рождение миниатюрных разрядов молний и сопутствующего рентгеновского излучения с высокой точностью. Используемая аппаратура позволяла фиксировать изменения с временным разрешением около трех наносекунд, что дало возможность детально проанализировать механизмы формирования рентгеновских вспышек.
Для измерений рядом с установкой разместили шесть высокоскоростных детекторов рентгена. Они помогли определить, где и когда появляются источники излучения, а также изучить их спектральные характеристики. Оказалось, что вспышки возникают через несколько десятков наносекунд после начала взаимодействий между частями молнии. Этот процесс носит коллективный характер и включает множество локальных источников, способных формироваться практически одновременно.
"Чаще всего первый источник рентгена появляется вдали от электродов, примерно в середине разрядного промежутка, и распространяется с огромной скоростью — порядка 100 тыс. км/с."
- Егор Паркевич, старший научный сотрудник Физического института РАН
Результаты эксперимента позволяют по-новому взглянуть на процессы, происходящие при грозовых разрядах. Исследование подтвердило, что рентгеновские вспышки формируются не в одном месте, а сразу в нескольких точках, причем их появление и развитие происходит крайне быстро. Эти данные могут помочь в дальнейшем изучении молний и связанных с ними физических явлений.
Источник: Центр научной коммуникации МФТИ
