Lynglimt har karakteristiske zig-zag-former, og fysikere har længe undret sig over hvorfor. Nu, John Lowke , Endre Szili ved University of South Australia har lavet beregninger, der kunne forklare denne adfærd.
Duoen skabte en model, der beskriver den usædvanlige udbredelse af "lynledere" - kanaler af ioniseret luft - der forbinder tordenskyer til jorden. De foreslår, at zig-zag-trinene er forbundet med meget exciterede, metastabile iltatomer - som gør det langt lettere for elektrisk strøm at flyde gennem luften.
Lyn ser ud til at forplante sig i en række trin, der involverer ledere, som er titusinder af meter lange og stammer fra tordenskyer. En leder vil lyse i omkring 1 µs, mens strømmen løber, hvilket skaber et trin. Derefter vil kanalen blive mørkere i titusvis af mikrosekunder, efterfulgt af dannelsen af det næste lysende trin i slutningen af den forrige leder - nogle gange med forgrening. Denne proces gentages for at skabe en velkendt takket lynform. Et besynderligt aspekt ved denne proces er, at når et trin først er lyset op og mørknet, lyser det ikke op igen – på trods af at det er en del af dirigentsøjlen.
Denne stepping er kendt for at være ansvarlig for de karakteristiske zig-zag-mønstre, der findes i lynstriber, men der er flere ubesvarede spørgsmål om fysikken bag dette fænomen. Især karakteren af de mørke, men alligevel ledende søjler, der forbinder ledere med tordenskyer, er stort set forblevet et mysterium.
Singlet delta oxygen
I deres undersøgelse beregner Lowke og Szili, at stepping-adfærden kan være forbundet med en ophobning af stærkt exciterede oxygenmolekyler kaldet "singlet delta metastabil oxygen". Disse molekyler har en strålingslevetid på omkring en time og får elektroner til at løsne sig fra negative iltioner - hvilket øger ledningsevnen af den luft, der omgiver dem.
Fysikeren, der tæmmer lyn
Duoen foreslår, at tiden mellem på hinanden følgende trin svarer til den tid, der kræves for tilstrækkelige koncentrationer af de metastabile molekyler til at akkumulere ved lederspidserne. Dette øger det elektriske felt ved spidsen, hvilket gør yderligere ionisering mulig i næste trin. Derudover foreslår forskerne, at høje koncentrationer af singlet delta-ilt skal udholdes i tidligere trin, hvilket gør det muligt for disse trin at opretholde deres elektriske ledningsevne, selv uden et vedvarende elektrisk felt.
Lowke og Szili håber, at en bedre forståelse af denne proces kan føre til nye teknikker og stærkere regler for at beskytte bygninger mod lynnedslag. Dette kan minimere den økonomiske og miljømæssige skade forårsaget af lynnedslag, samtidig med at truslen mod liv og lemmer reduceres.
Forskningen er beskrevet i Journal of Physics D: Anvendt fysik.
