นักฟิสิกส์ผู้ฝึกสายฟ้าแลบ

เราเรียนเรื่องฟ้าผ่าในโรงเรียน ฉันคิดว่ามันเป็นคดีปิด? เรารู้ว่าฟ้าแลบเกิดขึ้นภายในพายุฝนฟ้าคะนอง แต่เราไม่แน่ใจว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไร – มันเริ่มต้นอย่างไร ในความเป็นจริงยังมีสามคำถามใหญ่ ประการแรกคือการเริ่มต้น อย่างที่สองคือมันแพร่กระจายได้อย่างไร บางครั้งผ่านอากาศหลายไมล์? และอย่างที่สามคือ เมื่อมันถึงพื้น – มันเลือกที่จะชนวัตถุนี้และไม่ใช่วัตถุอื่นได้อย่างไร แต่มันไม่ใช่แค่การปล่อย

กระแสไฟฟ้า

ระหว่างเมฆฝนฟ้าคะนองกับพื้นดินหรอกหรือ?ในแง่หนึ่ง แต่ปัญหาใหญ่คือการทำให้เกิดประกายไฟ อากาศจำเป็นต้องสลายตัว ต้องเลิกเป็นฉนวนและเริ่มเป็นตัวนำ เรามักจะประสบกับเหตุการณ์นี้หากคุณสัมผัสที่ลูกบิดประตู แล้วเกิดประกายไฟระหว่างนิ้วกับลูกบิดประตู สิ่งที่เกิดขึ้นคือประจุจะกระจุกตัว

อยู่ที่ปลายนิ้วของคุณและคุณจะได้รับสนามไฟฟ้าขนาดใหญ่ จากนั้น เมื่อนิ้วของคุณเข้าไปใกล้ ก็จะถึงเขตข้อมูลการสลายแบบเดิมซึ่งมีค่าประมาณ 3 ล้านโวลต์ต่อเมตร จากนั้นจึงเกิดประกายไฟในอากาศ

ปัญหาคือถ้าคุณมองขึ้นไปในเมฆฝนฟ้าคะนอง คุณจะไม่พบช่องสลายที่คุณต้องการสร้างประกายไฟ 

นี่คือคำถามที่คุณถามที่ศูนย์วิจัยฟ้าผ่าในฟลอริด้าใช่ไหมมีการวิจัยสองประเภทที่เกิดขึ้นที่นั่น งานวิจัยส่วนใหญ่ที่ทำอยู่ตอนนี้เป็นวิทยาศาสตร์พื้นฐาน เราแค่พยายามทำความเข้าใจว่าฟ้าผ่าทำงานอย่างไร ด้วยความหวังในระยะยาวว่าอาจปกป้องผู้คนหากเราเข้าใจได้ดีขึ้น จากนั้นมีการวิจัยด้านอื่น ๆ 

ที่มหาวิทยาลัยฟลอริดาได้ทำในอดีต พวกเขาจะทดสอบสิ่งต่าง ๆ ให้กับบริษัทผลิตไฟฟ้า: พวกเขาจะกระตุ้นฟ้าผ่าและให้มันชนกับเสาไฟฟ้า และดูว่ามันทำอะไรได้บ้าง เป็นเรื่องทางวิศวกรรมคุณจะสร้างสายฟ้าของคุณเองได้อย่างไร? ฟ้าแลบจะฟาดลงมาที่ไหนสักแห่ง แล้วทำไมเราไม่ทำให้มันตกที่นี่

และเดี๋ยวนี้ล่ะ?เมื่อเกิดพายุฝนฟ้าคะนองเหนือศีรษะ ซึ่งเป็นเรื่องปกติในฟลอริด้า เนื่องจากเราเป็นเมืองหลวงแห่งฟ้าผ่าของสหรัฐอเมริกา เราจะวัดสนามไฟฟ้าและบอกได้ว่าสภาวะใดเหมาะสมสำหรับฟ้าผ่า ฟ้าแลบจะฟาดลงมาที่ไหนสักแห่ง แล้วทำไมเราไม่ทำให้มันตกที่นี่และเดี๋ยวนี้ล่ะ?

ดังนั้นเราจึงปล่อย

จรวดขนาดเล็กที่มีลวดอยู่ข้างหลัง จรวดมีความสูงประมาณ 1 เมตร และมีแกนม้วนลวดทองแดงเคลือบเคฟลาร์ติดอยู่ที่ด้านล่าง และปลายด้านหนึ่งของลวดจะติดอยู่กับพื้น เมื่อจรวดพุ่งขึ้นไป ลวดจะหลุดออกจากแกนม้วน คุณจึงถูกทิ้งไว้อย่างรวดเร็วโดยมีลวดยาวหลายร้อยเมตรลอยอยู่ในอากาศ

สิ่งนี้ทำให้เกิดประกายไฟในลักษณะเดียวกับฟ้าผ่าปกติหรือไม่?ใช่และไม่. สิ่งเดียวที่เราขาดไปคือกระบวนการเริ่มต้นที่เริ่มต้นตามธรรมชาติภายในเมฆฝนฟ้าคะนอง จังหวะที่ตามมาทั้งหมดจะเหมือนกันทุกประการสำหรับฟ้าผ่าตามธรรมชาติและฟ้าผ่าที่เกิดขึ้น ไม่มีความแตกต่างที่เราสามารถบอกได้

ถ้าคุณนึกถึงตัวอย่างลูกบิดประตู ลวดก็เหมือนนิ้วที่ชี้ขึ้น ซึ่งจะทำให้เกิดประกายไฟระหว่างจรวดกับพายุฝนฟ้าคะนอง และประกายไฟนั้นมักจะเริ่มที่ปลายเส้นลวดที่เชื่อมต่อกับจรวด และเริ่มเดินทางขึ้นข้างบนเอง จนกว่าจะพบประจุของเมฆฝนฟ้าคะนอง จากนั้นมันก็จะพุ่งลงมาหาเรา 

แล้วฟ้าแลบตามช่องกลับลงมาทำไมคุณถึงสนใจรังสีเอกซ์ที่เกิดจากฟ้าผ่าในตอนแรกมีการเสนอว่าฟ้าผ่าสร้างรังสีเอกซ์ย้อนกลับไปในปี 1925 โดย CTR Wilson เขาเป็นนักฟิสิกส์ชาวสก็อตที่ได้รับรางวัลโนเบลจากการประดิษฐ์ห้องเมฆ [ใช้ในฟิสิกส์ของอนุภาค] แต่ถ้าคุณมองผ่านวรรณกรรม

มีคำแนะนำและแนวคิดบางอย่าง แต่ไม่มีอะไรที่แน่นอนมากนัก มันเหมือนกับสัตว์ประหลาดแห่งล็อกเนสส์ – บางคนอาจออกไปถ่ายภาพเลือนๆ หรือมีคนอ้างว่าเห็นมันจากเรือดำน้ำ และท้ายที่สุดคุณก็ไม่เชื่อมัน!ผู้คนปล่อยบอลลูนมาหลายทศวรรษแล้ว พวกเขาบินเครื่องบิน 

คุณได้สร้างเครื่องตรวจจับเอ็กซ์เรย์พิเศษสำหรับฟ้าผ่าแล้วหรือยัง? ใช่ จริง ๆ แล้วฉันได้รับการว่าจ้างจาก Florida Tech ในปี 2000 ในฐานะนักฟิสิกส์อวกาศ และฉันกำลังศึกษาสิ่งต่าง ๆ เช่น การพุ่งออกมาของมวลโคโรนาและการรบกวนระหว่างดาวเคราะห์ ฉันยังมองหาสิ่งอื่นที่จะทำ 

เมื่อคุณทำฟิสิกส์อวกาศ คุณจะวัดสิ่งต่างๆ ด้วยเครื่องมือในอวกาศเป็นหลัก และถ้าคุณไม่ได้สร้างสิ่งที่ขึ้นไปในอวกาศจริงๆ คุณก็มองหาสิ่งอื่นๆ ที่จะสร้าง และฉันก็คิดว่า: ฉันจะสร้างอะไรอีกที่นี่ที่ฉันสามารถใช้ และฉันคิดว่ามีฟ้าแลบเกิดขึ้นเบื้องหลัง ดังนั้นฉันอาจมองหารังสีเอกซ์จากฟ้าแลบได้

มันง่ายพอที่จะสร้างหรือไม่?

อุปกรณ์นั้นค่อนข้างตรงไปตรงมาในการสร้าง ฉันใช้เวลาหลายปีในการสร้างอุปกรณ์เอ็กซเรย์ ดังนั้นส่วนนั้นจึงไม่ยากนัก โดยพื้นฐานแล้วคุณเพียงแค่สร้างกล่องอลูมิเนียมขนาดใหญ่และหนักทั้งหมดเชื่อมเข้าด้วยกัน และคุณติดเครื่องตรวจจับภายในด้วยแบตเตอรี่ – ใยแก้วนำแสงถูกใช้เพื่อรับสัญญาณ 

เราให้นักศึกษาสร้างมันขึ้นมาและอาจใช้เวลาสร้างสามเดือน ดังนั้นเมื่อเทียบกับเครื่องมือในอวกาศซึ่งฉันคุ้นเคย การสร้างมันง่ายมาก ภายในหนึ่งเดือนเราพบว่าฟ้าผ่าปล่อยรังสีเอกซ์ออกมาบอกฉันเกี่ยวกับภาพเอ็กซ์เรย์ของฟ้าผ่าที่คุณนำเสนอในการประชุม American Geophysical Union เมื่อเดือนธันวาคม

ใช่ มันเป็นพื้นที่ที่น่าตื่นเต้นมากที่ได้อยู่กับผลไม้ที่เรียกว่า ‘เตี้ย’ มากมาย ในช่วงหลายปีแรกที่เราบันทึกรังสีเอกซ์จากฟ้าผ่า เราได้วัดคุณสมบัติที่สำคัญ เช่น พลังงานที่รังสีเอกซ์มีและเกิดขึ้นเมื่อใด การวัดเหล่านี้บอกเราหลายอย่างเกี่ยวกับวิธีที่ฟ้าผ่าปล่อยรังสีเอกซ์ แต่เรายังไม่ชัดเจนว่าส่วนใดของฟ้าผ่า

ที่รังสีเอกซ์มาจากขณะที่มันแพร่กระจายไปยังพื้นดิน ในที่สุดเราก็ตัดสินใจว่าจำเป็นต้องสร้างภาพเอ็กซ์เรย์ของฟ้าแลบ เพื่อให้เห็นว่าการปล่อยรังสีเอกซ์มาจากไหน นอกจากนี้เรายังสงสัยว่าฟ้าผ่าในรังสีเอกซ์มีลักษณะอย่างไร ในการทำเช่นนี้ เราต้องออกแบบและสร้างกล้องเอ็กซเรย์แบบพิเศษ ซึ่งเป็นกล้องที่มีขนาดใหญ่ ไวต่อแสง และรวดเร็วมาก ปีที่แล้ว เราสร้างกล้องเอ็กซ์เรย์ตัวแรกสำหรับวัดฟ้าผ่า 

เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตยูฟ่า888