https://dzen.ru/a/ZhAzcxHnsk6egoXh
Российским ученым удалось разгадать вековую тайну шаровой молнии. Они смогли воссоздать ее в лаборатории

Вчера
1,3K прочитали




Один из парадоксов современной науки в том, что ученые создали телескопы, способные увидеть и зафиксировать то, что происходит в неимоверно далекой и ранней Вселенной. Но многие природные явления здесь, на Земле, остаются без их внимания и научного объяснения. Например, шаровые молнии. Обделенные должным вниманием научного сообщества они давно из природного явления превратились в своеобразного полтергейста, персонажа городских баек. Но они все же есть.




SFERA – Pro Космос – Подписывайтесь...

Галлюциногенные молнии

Некоторые считают шаровые молнии галлюцинациями, возникающими от того, что работа мозга человека нарушается от воздействия сильных магнитных полей при грозе. И только небольшая группа энтузиастов физического факультета МГУ несколько десятилетий изучала этот феномен, как природное явление. Проведя множество экспериментов, им, наконец, удалось воспроизвести шаровую молнию в лаборатории. И понять, что же это такое.
Даже само название «молния» говорит о ее электрическом происхождении. Но академик Перт Капица считал, что шаровые молнии – это газовые разряды, возникающие в грозу по силовым линиям электромагнитной волны. Но до сих пор никаких подтверждений их физической природы не было. Впрочем, как и подтверждений того, что каким-то своим воздействием на мозг, магнитное поле способно вызвать у человека галлюцинации в виде светящихся шаров.
Ведущий научный сотрудник физического факультета МГУ, доктор физико-математических наук, академик РАЕН, специалист по физике плазмы и газовых разрядов, Владимир Бычков не раз воочию видел шаровую молнию. Это в большой степени повлияло на вектор его работы. Он сам на протяжении многих лет собирал наблюдения за нестандартными молниями и свидетельства очевидцев, которые те присылали ему прямо в университет. А изучать шаровые молнии Бычкову помогал доктор Анатолий Никитин из Института химической физики и другие исследователи.
Раскаленный пар

Экспериментов было проведено множество. И в какой-то момент они увенчались успехом. Мало того, что удалось воспроизвести шаровые молнии в миниатюре в лабораторных исследованиях, так еще и описать природу их возникновения. В своих опытах специалисты использовали в основном электрических заряд, попадающий в твердый материал. Такая вот имитация попадания обычной линейной молнии в грунт.


SFERA – Pro Космос – Поставьте лайк...

Так, бралась алюминиевая пластинка и оказывалось на нее воздействие электрическим зарядом. В результате получались прыгающие по поверхности светящиеся шарики, очень маленькие, порядка миллиметра. Потом они взрывались, оставляя на бумаге следы, похожие на звезды.

«Когда же шарик попадал в воду (мы специально подставляли кювету), то выпадала металлическая сфера, а рядом плавала оболочка. Исследование показало, что сфера – это почти чистый алюминий, а «скорлупа» – оксид Al2O3», – рассказал Бычков.

Назвать светящиеся объекты, полученные в ходе эксперимента просто яркой искрой нельзя. Ведь в воде отчетливо видны их сферические ядра и тонкая оболочка.
Таким образом, ученые пришли к выводу, что шаровые молнии – это заряженный раскаленный пар внутри псевдотвердой оболочки. Когда молния ударяет в твердую земную поверхность, выделяется энергия, которая испаряет часть грунта, и образуется каверна. Формируется паровое облако с застывшими внешними слоями. Такой шар с запертым внутри паром вылетает из грунта со звуковой скоростью. Но в результате атмосферного воздействия шар вынужден замедлиться. Именно из-за столь высокой начальной скорости кажется, что шаровые молнии возникают из неоткуда.
Шаровая левитация

Получается, что шаровые молнии – это воздушные шары, внутри которых не гелий, а раскаленный газ.



❗Участившиеся случаи ограничения каналов вынудили нас заняться поиском альтернативных площадок. Канал про Космос мы уже перенесли в приложение SFERA. А скоро в SFERA появится и сервис для статей. Скачать мобильное приложение SFERA:
📌Rustore 🤖Android 🍎iOS


SFERA – Pro Космос – Подписывайтесь...

«Часто она (молния, – прим. ред.) обладает большим химическим зарядом. Часто она может при разряде выделить энергию электрического тока и воздействовать им на человека. С другой стороны, часто шаровые молнии горячие», – отметил Владимир Бычков.

Разогреться такой объект может до двух тысяч градусов, а то и выше. И в этом случае он будет невероятно ярким. А левитируют эти шары благодаря наличию заряда, который, к слову, может быть, как отрицательным, так и положительным. В первом случае молния оттолкнется от всегда отрицательно заряженной земной поверхности, и будет некоторое время летать.
Получается, что шаровые молнии – крайне опасное явление. Часто именно они становятся причиной лесных пожаров. Не опасными эти объекты считаются лишь статистически. Из-за редкости возникновения.

«Если же шаровая молния появилась вблизи, то лучше застыть и переждать тот момент, когда поток воздуха унесет ее в противоположную от вас сторону. Это явление крайней опасности, оно может и не оказать никакого воздействия, а может так ударить, что наступит смерть», – предупреждает автор исследования.

SFERA – Pro Космос – Поставьте лайк...

Чтобы лучше проанализировать природную шаровую молнию, ее нужно сфотографировать вблизи. Сделать это в принципе крайне сложно. Снять удар молнии с расстояния ближе 10 метров просто невозможно. Но с увеличением количества уличных камер и активным использованием дронов, искусственного интеллекта, шансы получить информативный снимок шаровой молнии увеличиваются.

https://dzen.ru/a/ZiCGIiawsHhZp9V8
ТОП-4 физических феноменов, которые не имеют научного объяснения

Сегодня
908 прочитали




Новые космические открытия парадоксально не дают ответы на имеющиеся у научного сообщества вопросы. Они преподносят лишь новые загадки. Такой парадокс наблюдается и в сфере вполне земной физики, которая нет-нет, да и войдет в какой-нибудь тупик по мере своего развития. О некоторых необъяснимых научных феноменах мы сегодня и расскажем.
Скорость корреляции в квантовой запутанности

Суть данного феномена в том, что несколько частиц (в первую очередь элементарных, но и неэлементарных тоже) в процессе взаимодействия могут запутаться. Однако, находясь на большом расстоянии друг от друга, они каким-то образом синхронизируют свои параметры. То есть одна частица влияет на другую мгновенно, и скорость этого влияния не зависит от расстояния между ними. Это нарушает теорию относительности, ведь информация не может передаваться быстрее скорости света.




SFERA – Pro Космос – Подписывайтесь...

Единого мнения, как происходит столь мгновенное взаимодействие, в научном сообществе до сих пор нет. Половина ученых склоняется к тому, что объяснить этот феномен можно с помощью копенгагенской теории квантовой механики. Эта интерпретация в принципе считается классической. Она постулирует, что квантовый опыт просто отделен от нашего ежедневного. То есть квантовая физика не применима к нашей реальности.
Она действует только на сверхмалых масштабах, которые населены отдельными, очень странными субатомными частицами. С течением времени, однако, физик Хью Эверетт добавил в эту теорию постулат о том, что даже обычные объекты (стул, например) одновременно существуют в разных местах. Это принцип квантовой суперпозиции. Все дело в том, что квантовая физика предполагает существование бесконечного числа параллельных и практически идентичных Вселенных.
На самом деле, Эверетт думал о ней как о расщеплении наблюдателя на клоны, которые видят разные варианты измерений. Вся Вселенная видится здесь как одна сплошная волновая функция. И в процессе происходящей декогеренции мы не можем развязать объект и окружение, с которым он запутался.
Баллистическая проводимость

Сверхтонкие одномерные проводники могут передавать электрический ток без сопротивления, причем при комнатной температуре. Это называется баллистической проводимостью, которая необъяснимо противоречит классическому пониманию проводимости. Можно сказать, что это новый вид проводимости, который открыли физики из университета Питтсбурга (США). Они зафиксировали, что электроны в одномерных проводниках способны образовывать сгустки из двух, трех, четырех и даже пяти экземпляров с разными спинами, которые ведут себя как новые типы частиц.


SFERA – Pro Космос – Поставьте лайк...

Они очень быстро движутся по проводнику при протекании тока, при этом они не рассеиваются и не сталкиваются на атомах. По этой причине проводник не нагревается. Такое электронное состояние материи обнаружилось в каналах материала из алюмината лантана и титаната стронция. Такое квантовое явление подобно тому, как кварки при связывании образуют протоны и нейтроны.
До этого «спайка» электронов фиксировалось только при переходе к сверхпроводимости. В этом же случае перехода в сверхпроводящее состояние нет, а объединение есть. Это открытие позволяет сделать следующий шаг внутри квантовой физики. Кроме того, оно успешно найдет применение себе в области квантовых вычислений.
Бозе-конденсация

Это также новое и весьма экзотическое явление, которое Эйнштейн, тем не менее, предсказал еще в 1925 году. В 1995 году в разреженных атомных газах зафиксировали признаки пятого агрегатного состояния вещества, названного конденсатом Бозе-Эйнштейна. В этом состоянии бозоны при очень низких температурах группировались в одну большую суперчастицу. К этому виду частиц относят, например, фотон и ставший известным в последнее время бозон Хиггса.



❗Участившиеся случаи ограничения каналов вынудили нас заняться поиском альтернативных площадок. Канал про Космос мы уже перенесли в приложение SFERA. А скоро в SFERA появится и сервис для статей. Скачать мобильное приложение SFERA:
📌Rustore 🤖Android 🍎iOS


SFERA – Pro Космос – Подписывайтесь...

В данном случае бозонами выступали ядра атомов. При их охлаждении до температуры, близкой к абсолютному нулю, они постепенно теряли энергию. По мере охлаждения ядра атомов опускали свои индивидуальные энергетические уровни до самого нижнего возможного состояния. Когда все оказывались в состоянии минимального количества энергии, вещество входило в совершенно новое состояние – конденсата Бозе-Эйнштейна.
Механизмы этого процесса еще не поняты, и сейчас они являются предметом интенсивных экспериментальных и теоретических исследований. Так, с помощью этого агрегатного состояния можно замедлять свет. В 2000 году скорость светового пучка удалось снизить с 300 000 000 метров до 0,2 миллиметра в секунду. Также оно помогло ученым создать уникальный лазер, который найдет применение в нанотехнологиях и квантовых вычислениях.
Сонолюминесценция – свечение, порожденное звуком

Сонолюминесценция – красивое название красивого явления, которое совместило в себе несовместимое. Представьте себе простую холодную воду, в которой нет ничего, а потом вдруг в ней появляются пузырьки плазмы, разогретые внутри до десятков тысяч градусов. Такое произойдет, если в воду поместить резонатор и создать стоячую сферическую ультразвуковую волну. В самом центре резонатора появится точечный и яркий источник голубоватого света. Так звук превратится в свет.


SFERA – Pro Космос – Поставьте лайк...

Первая загадка СЛ заключается в том, что ее спектр на вид ровный и гладкий. Без сколько-нибудь заметных отдельных линий излучения он постепенно растет в сторону ультрафиолета. Вероятно, что механизм ее получения тепловой. И тут совершенно непонятно, как ультразвуковая волна может нагреть воду до температур, во много раз превосходящих температуру на поверхности Солнца.
Вторая загадка в том, что свечение идет из области размером меньше микрона. Притом, что единственный характерный размер в системе – это длина волны ультразвука, равная нескольким сантиметрам. Каким образом энергия звука умудряется сфокусироваться в столь малый объем? А ведь оценки показывают, что на самом деле при СЛ происходит концентрация энергии в триллион раз, то есть, на 12 порядков.