Hvorfra kommer gnisten til et lyn?

Den hidtil mest plausible teori for, hvordan lyn opstår, er blevet undersøgt i detaljer og fundet problematisk. Der ser ud til at være brug for kosmisk baggrundsstråling for at få et lyn til at starte.

Årsagen til lyn og torden er stadig ikke forstået til bunds.

Man ved, at lyn skyldes en opbygning af elektriske ladninger mellem forskellige lag i atmosfæren, og man ved også, at lyn kommer i flere varianter: Fra sky til sky, fra sky til jord eller hav og fra jord eller hav til sky. Men man ved ikke, hvordan lynet får sin første gnist, og man ved heller ikke i detaljer, på hvilken måde skyerne opbygger tilstrækkeligt store elektriske ladningsforskelle.

Det største problem er, at man i tordenskyer kun kan måle et elektrisk felt på cirka 3 kilovolt pr. centimeter, hvilket er en faktor 3-4 gange mindre, end det er nødvendigt for at luftens spændingsholdbarhed overvindes, og et lyn kan springe. Der mangler altså en forklaring på, hvordan - og præcis hvor i skyen - spændingen kommer tilstrækkeligt højt op.

I 1992 foreslog den russiske fysiker Aleksandr Viktorovich Gurevich derfor en teori, som sagde, at initieringen af et lyn skyldes et bombardement af hurtige protoner og elektroner fra rummet. Et lyn kan kun springe, sagde han, når disse hurtige partikler initierer en kædereaktion af elektronbombardementer i luftmolekyler.

Ifølge teorien kan den proces også producere røntgen- og gammastråler, og da satellitter faktisk har kunnet observere udbrud af gammastråler blandt tordenskyer, har man i de sidste 20 år betragtet Gurevichs mekanisme som en plausibel forklaring.

Men i en ny artikel i Journal of Geophysical Research viser Joseph Dwyer fra Florida Institute of Technology i USA, at det desværre slet ikke er så klart. Spørgsmålet er nemlig, om der overhovedet er nok energi i partiklerne fra rummet til at øge luftens ledningsevne via kædereaktionerne.

For at undersøge dette har han sammen med kolleger fra det russiske kernefysikcenter VNIIEF i Sarov arbejdet sig igennem et tykt lag af ligninger og beregnet sandsynligheden for sammenstød med partiklerne fra rummet, samt raten af de gennem sammenstødene producerede elektroner, positroner, gammafotoner osv., der kan inducere det elektriske felt.

Ved hjælp af en computermodel testede de effekten af både de hurtige kosmiske partikler samt af den kontinuerte langsomme baggrundsstråling. Resultatet viser, at lyn ikke kan udløses via Gurevichs mekanisme.

Kosmiske bombardementer og den resulterende lavine af højenergi-elektroner er simpelthen ikke nok til at starte et lyn. Hvis man derimod medregner effekten fra den langsomme baggrundsstråling, kan det til gengæld godt lykkes. Og det er noget nyt.

Drager og nøgler
På en måde ved vi i dag lige så lidt om lynets oprindelse som dengang i 1750, da Benjamin Franklin opfandt lynaflederen og lavede sit berømte eksperiment med en nøgle, der blev sat fast på en drage.

Læs hele artiklen med kommentarer på ing.dk

0 comments:

There was an error in this gadget