Utripi strele imajo značilne cik-cakaste oblike in fiziki so se dolgo spraševali, zakaj. zdaj, John Lowke in Endre Szili na Univerzi v Južni Avstraliji so naredili izračune, ki bi lahko pojasnili to vedenje.
Dvojec je ustvaril model, ki opisuje nenavadno širjenje "vodnikov strele" - kanalov ioniziranega zraka - ki povezujejo nevihtne oblake s tlemi. Predlagajo, da so cik-cak koraki povezani z visoko vzburjenimi, metastabilnimi kisikovimi atomi - zaradi česar je električni tok veliko lažji za pretok skozi zrak.
Zdi se, da se strela širi v nizu korakov, ki vključujejo vodila, ki so dolga več deset metrov in izvirajo iz nevihtnih oblakov. Vodilni vodnik bo zasvetil približno 1 µs, ko tok teče in ustvari korak. Nato bo kanal zatemnil za več deset mikrosekund, čemur bo sledila tvorba naslednje svetlobne stopnice na koncu prejšnjega vodilnega – včasih z razvejanjem. Ta postopek se ponavlja, da ustvari znano nazobčano obliko strele. Nenavaden vidik tega procesa je, da ko stopnica enkrat zasveti in potemni, ne zasveti več – kljub temu, da je del prevodnega stebra.
Znano je, da je ta korak odgovoren za značilne cik-cakaste vzorce, ki jih najdemo v progah strele, vendar obstaja več neodgovorjenih vprašanj o fiziki, ki stoji za tem pojavom. Zlasti narava temnih, a prevodnih stebrov, ki povezujejo voditelje z nevihtnimi oblaki, je v veliki meri ostala skrivnost.
Singletni delta kisik
Lowke in Szili sta v svoji študiji izračunala, da bi bilo lahko korakanje povezano s kopičenjem visoko vzburjenih molekul kisika, imenovanih "singlet delta metastabilni kisik". Te molekule imajo radiacijsko življenjsko dobo približno eno uro in povzročijo, da se elektroni ločijo od negativnih kisikovih ionov – s čimer se poveča prevodnost zraka, ki jih obkroža.
Fizik, ki kroti strele
Duo nakazuje, da čas med zaporednimi koraki ustreza času, ki je potreben za zadostno koncentracijo metastabilnih molekul, ki se kopičijo na vodilnih konicah. To poveča električno polje na konici, kar omogoči nadaljnjo ionizacijo v naslednjem koraku. Poleg tega raziskovalci predlagajo, da bi morale visoke koncentracije singletnega delta kisika vzdržati v prejšnjih korakih, kar bi omogočilo, da ti koraki ohranijo svojo električno prevodnost, tudi brez vzdrževalnega električnega polja.
Lowke in Szili upata, da bi boljše razumevanje tega procesa lahko vodilo do novih tehnik in strožjih predpisov za zaščito zgradb pred udari strele. To bi lahko zmanjšalo gospodarsko in okoljsko škodo, ki jo povzroča strela, hkrati pa zmanjšalo nevarnost za življenje in okončine.
Raziskava je opisana v Journal of Physics D: Uporabna fizika.
