Az Egyesült Államokban, Franciaországban és a Cseh Köztársaságban kutatók új betekintést nyertek a villámcsapások során felvillanó röntgensugarak előállítására. Számítógépes szimulációk segítségével egy csapat vezette Viktor Pasko A Penn State Egyetemen bemutatták, hogyan indítják el a villanásokért felelős elektronlavinákat a villám előfutára által keltett elektromos mezők minimális küszöbértékénél. Ez a felfedezés új technikák kifejlesztéséhez vezethet a röntgensugarak laboratóriumi előállítására.
A földi gamma-sugárzás (TGF-ek) a Föld légkörében lévő forrásokból származó nagy energiájú fotonok kibocsátását jelentik. Míg a gammasugárzás kifejezést használják, a fotonok többsége elektronok gyorsulásával jön létre, ezért röntgensugárzás.
Ezek a röntgensugarak a megaelektronvoltos energiatartományban bocsátanak ki, és létrejöttük szorosan összefügg a villámcsapással. Bár a TGF-ek ritkák és hihetetlenül rövidek, ma már rendszeresen megfigyelik őket az űrből érkező gamma-sugarakat észlelő műszerek.
Űrtávcsövek
„A TGF-eket 1994-ben fedezte fel a NASA Compton Gamma Ray Obszervatóriuma” – magyarázza Pasko. "Azóta számos más orbitális obszervatórium rögzítette ezeket a nagy energiájú eseményeket, köztük a NASA Fermi Gamma-űrtávcsője."
Kezdeti felfedezésüket követően a TGF-ek eredetét elektronokhoz kötötték, amelyeket a „villámvezérek” intenzív elektromos mezői szabadítanak fel a levegőmolekulákból. Ezek az ionizált levegő csatornái, amelyek egy negatív töltésű felhőbázis és a pozitív töltésű talaj között képződnek. Ahogy a neve is sugallja, a villámvezérek létrehozását rövidesen villámkisülések követik.
Miután ezek az elektronok felszabadultak egy villámvezetőben, az elektromos tér felgyorsítja őket, és molekulákkal ütközve több elektron szabadul fel. Ez a folyamat folytatódik, nagyon gyorsan hozva létre egyre több elektront abban, amit Pasko „elektronlavinának” ír le.
Ionizáló röntgensugárzás
Ahogy az elektronok ütköznek a molekulákkal, az elektronok által elvesztett energia egy része röntgensugarak formájában sugárzik ki. Ezek a röntgensugarak minden irányba terjednek – beleértve az elektronlavina útján visszafelé is. Ennek eredményeként a röntgensugarak több molekulát tudnak ionizálni a lavina előtt, így több elektron szabadul fel, és a TGF-ek még fényesebbek lesznek.
Miután ez a kezdeti modell a 2000-es évek elején megszületett, a kutatók megpróbálták újraalkotni a viselkedést számítógépes szimulációkban. Ez idáig azonban ezeknek a szimulációknak nem sikerült szorosan utánozniuk a valódi villámcsapások során megfigyelt TGF-ek méretét.
Pasko és munkatársai úgy vélik, hogy ez a sikertelenség a szimulációk viszonylag nagy méretével függ össze, amelyek általában több kilométer átmérőjű régiókat modelleznek. Ez a legújabb munka azonban azt sugallja, hogy a TGF-ek jellemzően nagyon tömör (10–100 m méretű) régiókban alakulnak ki, amelyek a villámvezérek csúcsait veszik körül. Mindeddig a tömörség körüli okok nagyrészt rejtélyek maradtak.
Minimális küszöb
Tanulmányukban a kutatók azt feltételezték, hogy a TGF-ek csak akkor keletkeznek, ha a villámvezér elektromos mezejének erőssége meghaladja a minimális küszöbértéket. A tér kompaktabb régióinak szimulálásával Pasko és munkatársai azonosítani tudták ezt a küszöböt. Ráadásul az így előállított TGF-ek sokkal jobban illeszkedtek a valós megfigyelésekhez, mint a korábbi szimulációk.
A villámlás radioaktív izotópokat hoz létre
Pasko és munkatársai remélik, hogy a jövőbeni szimulációk sokkal jobban utánozhatják a TGF elektronlavina mechanizmusát, ami potenciálisan új technikákhoz vezethet a röntgensugarak laboratóriumi előállítására. „Elektródák jelenlétében ugyanaz az erősítési mechanizmus és a röntgensugárzás előállítása magában foglalhatja a katódanyagból kifutó elektronok generálását” – magyarázza Pasko.
Végső soron ez mélyebb betekintést nyerhet abba, hogy hogyan lehet röntgensugarakat előállítani szabályozott gázkisülésekkel. Ez kompakt, rendkívül hatékony röntgenforrásokhoz vezethet. Pasko arra a következtetésre jut, hogy „sok új és érdekes kutatásra számítunk a különböző elektródaanyagok, valamint a gáznyomás-rendszerek és -összetételek feltárására, amelyek kis kisülési térfogatok esetén fokozott röntgensugárzáshoz vezetnek.”
A munka leírása a Geophysical Research Letters.
- SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
- PlatoAiStream. Web3 adatintelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
- A jövő pénzverése – Adryenn Ashley. Hozzáférés itt.
- Részvények vásárlása és eladása PRE-IPO társaságokban a PREIPO® segítségével. Hozzáférés itt.
- Forrás: https://physicsworld.com/a/threshold-for-x-ray-flashes-from-lightning-is-identified-by-simulations/
- :is
- :nem
- 1994
- a
- Képes
- felgyorsult
- át
- AIR
- Minden termék
- mentén
- Bár
- Erősítés
- an
- és a
- számít
- VANNAK
- AS
- társult
- feltételezte
- At
- Légkör
- megkísérelt
- Lavina
- vissza
- BE
- óta
- Hisz
- között
- fényesebb
- by
- TUD
- csatornák
- szorosan
- felhő
- munkatársai
- Összeütközik
- számítógép
- megfogant
- tovább
- vezérelt
- tudott
- készítette
- teremt
- létrehozása
- teremtés
- Cseh Köztársaság
- mélyebb
- leírt
- Fejlesztés
- különböző
- felfedezett
- felfedezés
- csinált
- alatt
- Korai
- hatékony
- elektromos
- elektronok
- kibocsátás
- energia
- fokozott
- Még
- események
- meghaladja
- Elmagyarázza
- feltárása
- messze
- mező
- Fields
- követ
- A
- forma
- Franciaország
- ból ből
- jövő
- Gamma sugarak
- GAS
- generáció
- Földi
- Legyen
- Magas
- nagyon
- remény
- Hogyan
- azonban
- HTTPS
- azonosított
- azonosítani
- kép
- in
- Beleértve
- hihetetlenül
- információ
- kezdetben
- meglátások
- eszközök
- érdekes
- bele
- vonja
- kérdés
- jpg
- labor
- hiány
- nagy
- nagymértékben
- legutolsó
- vezet
- vezető
- vezetők
- vezető
- Led
- balra
- villám
- összekapcsolt
- elveszett
- Sok
- készült
- Gyártás
- sikerült
- sok
- párosított
- anyag
- anyagok
- max-width
- Lehet..
- mechanizmus
- minimum
- modell
- több
- a legtöbb
- Rejtély
- név
- Új
- Most
- csillagvizsgáló
- of
- csak
- Más
- ösvény
- Fotonok
- Plató
- Platón adatintelligencia
- PlatoData
- potenciálisan
- prekurzor
- jelenlét
- nyomás
- előző
- folyamat
- Készült
- Termelés
- hatótávolság
- kezdve
- gyorsan
- RITKA
- RAY
- igazi
- miatt
- rezsimek
- régiók
- rendszeresen
- összefüggő
- viszonylag
- maradt
- Köztársaság
- kutatás
- kutatók
- felelős
- eredményez
- azonos
- számos
- Hamarosan
- Méret
- méretek
- kicsi
- So
- eddig
- néhány
- Források
- Hely
- Állami
- erő
- Strikes
- Tanulmány
- siker
- javasolja,
- környező
- csapat
- technikák
- távcső
- mint
- hogy
- A
- azok
- akkor
- ebből adódóan
- Ezek
- ők
- ezt
- küszöb
- Keresztül
- miniatűr
- tippek
- nak nek
- utazás
- váltott
- igaz
- jellemzően
- egyetemi
- -ig
- us
- használt
- segítségével
- rendszerint
- érték
- nagyon
- kötetek
- volt
- Út..
- JÓL
- voltak
- Mit
- Mi
- amikor
- ami
- míg
- val vel
- belül
- Munka
- lenne
- röntgen
- zephyrnet