Поймать молнию в зародыше

Электрические поля вблизи грозовых облаков существенно меньше, чем необходимо для электрического разряда в соответствии с теорией разряда в газах. Но молнии тем не менее зарождаются. Кроме того, во время грозы наблюдаются мощные вспышки рентгеновского излучения. Эти факты могут быть объяснены явлением пробоя на убегающих (высокоэнергетических) электронах. Убегающий электрон движется с такой высокой скоростью, что среда для него становится как бы прозрачной. Он ускоряется электрическим полем и благодаря столкновениям со своими «собратьями» вызывает целый каскад вторичных убегающих электронов, которые также ускоряются полем. В результате появляется экспоненциально нарастающая лавина убегающих электронов, вместе с которыми растет и число медленных (тепловых) электронов. Это приводит к быстрому росту электропроводности среды и последующему пробою. Серия полевых экспериментов на Тянь-Шаньской высокогорной научной станции ФИАН в общем виде такой механизм развития грозового разряда подтверждает. Теперь дело за лабораторным экспериментом. Экспериментальная установка для моделирования аналога высотного атмосферного разряда создана сотрудниками Физического института РАН и Института сильноточной электроники СО РАН (Томск). В ее основе – электронный релятивистский генератор. Исходная задача – получать микросекундный импульс напряжения порядка мегавольта на воздушном промежутке около одного метра – выполнена. В сегодняшней конфигурации установки (а она постоянно совершенствуется) можно «стрелять» импульсами 1,2 МВ с зазором в осевом направлении до 750 мм. «Измеряется сразу несколько различных параметров, ведь каждый «выстрел» – это более десятка осциллографируемых сигналов с детекторов излучений. И это помимо измерения токов, напряжений, – рассказывает старший научный сотрудник лаборатории проблем новых ускорителей ФИАН Александр Огинов. – Наша задача – смоделировать не молнию, так как это многостадийный процесс, а ее начальный, то есть предпробойный этап, этап зарождения».

По материалам АНИ «ФИАН-информ»