बिजली की चमक में विशिष्ट ज़िग-ज़ैग आकृतियाँ होती हैं और भौतिकविदों ने लंबे समय से सोचा है कि क्यों। अभी, जॉन लोके और एंड्रे स्ज़िली दक्षिण ऑस्ट्रेलिया विश्वविद्यालय में गणना की है जो इस व्यवहार की व्याख्या कर सकती है।
दोनों ने एक मॉडल बनाया जो "बिजली के नेताओं" के असामान्य प्रसार का वर्णन करता है - आयनित हवा के चैनल - जो गरजने वाले बादलों को जमीन से जोड़ते हैं। वे प्रस्तावित करते हैं कि ज़िग-ज़ैग चरण अत्यधिक उत्तेजित, मेटास्टेबल ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़े होते हैं - जो विद्युत प्रवाह को हवा के माध्यम से प्रवाहित करना बहुत आसान बनाते हैं।
बिजली उन चरणों की श्रृंखला में फैलती प्रतीत होती है जिनमें नेता शामिल होते हैं, जो दस मीटर लंबे होते हैं और गरजने वाले बादलों से उत्पन्न होते हैं। एक लीडर धारा के प्रवाह के रूप में लगभग 1 µs के लिए प्रकाश करेगा, एक चरण का निर्माण करेगा। फिर चैनल दसियों माइक्रोसेकंड के लिए काला हो जाएगा, इसके बाद पिछले नेता के अंत में अगले चमकदार कदम का गठन होगा - कभी-कभी शाखाओं में बँटने के साथ। यह प्रक्रिया एक परिचित दांतेदार बिजली-बोल्ट आकार बनाने के लिए दोहराती है। इस प्रक्रिया का एक विचित्र पहलू यह है कि एक बार जब कोई सीढ़ी जल जाती है और अंधेरा हो जाता है, तो वह फिर से नहीं जलती - संचालन स्तंभ का हिस्सा होने के बावजूद।
इस कदम को बिजली की धारियों में पाए जाने वाले विशिष्ट ज़िग-ज़ैग पैटर्न के लिए जिम्मेदार माना जाता है, लेकिन इस घटना के पीछे भौतिकी के बारे में कई अनुत्तरित प्रश्न हैं। विशेष रूप से, नेताओं को गरजने वाले बादलों से जोड़ने वाले अंधेरे लेकिन प्रवाहकीय स्तंभों की प्रकृति काफी हद तक एक रहस्य बनी हुई है।
सिंगलेट डेल्टा ऑक्सीजन
अपने अध्ययन में, लोव्के और स्ज़िली ने गणना की कि स्टेपिंग व्यवहार "सिंगलेट डेल्टा मेटास्टेबल ऑक्सीजन" नामक अत्यधिक उत्साहित ऑक्सीजन अणुओं के संचय से जुड़ा हो सकता है। इन अणुओं का जीवनकाल लगभग एक घंटे का होता है, और इलेक्ट्रॉनों को नकारात्मक ऑक्सीजन आयनों से अलग करने का कारण बनता है - जिससे उनके आसपास की हवा की चालकता बढ़ जाती है।
भौतिक विज्ञानी जो बिजली को वश में करता है
दोनों का सुझाव है कि लगातार चरणों के बीच का समय मेटास्टेबल अणुओं की पर्याप्त सांद्रता के लिए नेता युक्तियों पर जमा होने के लिए आवश्यक समय से मेल खाता है। यह टिप पर विद्युत क्षेत्र को बढ़ाता है, जिससे अगले चरण में और अधिक आयनीकरण संभव हो जाता है। इसके अलावा, शोधकर्ताओं का प्रस्ताव है कि एकल डेल्टा ऑक्सीजन की उच्च सांद्रता पहले के चरणों में बनी रहनी चाहिए, जिससे इन चरणों को एक सतत विद्युत क्षेत्र के बिना भी अपनी विद्युत चालकता बनाए रखने की अनुमति मिलती है।
Lowke और Szili उम्मीद करते हैं कि इस प्रक्रिया की बेहतर समझ से इमारतों को बिजली के हमलों से बचाने के लिए नई तकनीकें और मजबूत नियम मिल सकते हैं। यह जीवन और अंग के लिए खतरे को कम करते हुए बिजली गिरने से होने वाली आर्थिक और पर्यावरणीय क्षति को कम कर सकता है।
में अनुसंधान वर्णित है जर्नल ऑफ फिजिक्स डी: एप्लाइड फिजिक्स.
