Учёные из Института сильноточной электроники Сибирского отделения РАН в Томске совершили прорыв в изучении атмосферных явлений. Им удалось впервые зафиксировать «убегающие» электроны — сверхбыстрые заряженные частицы — в лабораторных условиях при моделировании редкого природного явления, известного как красные спрайты.
Красные спрайты — это впечатляющие светящиеся столбы высотой до 50 километров, которые возникают в верхних слоях атмосферы во время мощных гроз. До этого момента подобные электроны удавалось обнаружить только в обычных молниях на высотах до 15 километров.
Для проведения эксперимента учёные создали специальную установку, имитирующую условия мезосферы — атмосферного слоя на высоте 50–90 километров. В основе опыта лежала кварцевая трубка с разреженным воздухом, где с помощью электродов и импульсов высокого напряжения создавалась плотная плазма. В трубке формировались плазменные струи длиной до двух метров — миниатюрные копии природных спрайтов.
Специальный коллектор зафиксировал убегающие электроны на границе плазмы и струй. Эти частицы ускоряются в электрическом поле, набирая больше энергии, чем теряют при столкновениях с молекулами. Электроны опережали фронт плазменной струи — так же, как в природных спрайтах, где они движутся вверх по каналам-стримерам.
Открытие имеет практическое значение. Убегающие электроны усиливают свечение спрайтов и создают опасное рентгеновское излучение, угрожающее спутникам выше 200 километров. Они также генерируют помехи, нарушающие радиосвязь.
Читайте ещё материалы по теме:
«Градиентный» магнитный материал разработали казанские физики
