Грозы вселенского разряда

Российские ученые Александр Гуревич и Анатолий Караштин нашли новые экспериментальные подтверждения теории о том, что причиной молний являются космические лучи - высокоэнергетические заряженные частицы из космоса. Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters.

Процесс возникновения грозового разряда является довольно сложным и достоверно неизвестно, что именно вызывает саму молнию. Считается, что для возникновения разряда между облаками и землей (или соседними облаками) необходимо наличие большой разницы потенциалов. Когда она достигается, возникает пробой. В реальности, однако, наблюдаемые в облаках потенциалы на порядок меньше необходимых для пробоя.

В начале 90-х российский физик Александр Гуревич предложил собственную теорию возникновения атмосферных разрядов на основе открытого им эффекта пробоя на убегающих электронах (ПУЭ). ПУЭ представляет собой лавинообразное размножение в веществе быстрых электронов с характерной энергией 0,1-10 мегаэлектронвольт. В атмосфере ПУЭ возникает в постоянном электрическом поле, на порядок меньшем поля обычного пробоя. «Затравкой» же для ПУЭ служат космические лучи.

В рамках новой работы Гуревич и Караштин проанализировали данные наблюдений более 3,8 тысячи молний над Россией и Казахстаном. В нескольких сотнях случаев им достоверно удалось обнаружить, что молниям предшествует радиоимпульс. Характеристики этих импульсов совпали с теми, которые были получены Гуревичем в результате математического моделирования процесса возникновения молний.

Главным недостатком теории Гуревича оставался тот факт, что космические частицы нужной для запуска пробоя на убегающих электронах энергии встречаются реже, чем молнии. В рамках новой работы ученые предлагают объяснение и этого эффекта - по их мнению дополнительную энергию для ПУЭ сообщают свободные электроны (они возникают в результате механической ионизации в грозовом облаке), пролетающие рядом с каплями или градинами.