为什么闪电在天空中呈现出"之"字形 科学家：电子和分子之间的碰撞

为什么闪电在天空中呈现出"之"字形 澳大利亚科学家将其归结为电子和分子之间的碰撞
（神秘的地球uux.cn）据cnBeta：世界各地的闪电每秒几乎发生50次，但是闪电对于这些能量惊人的闪光，我们仍有许多东西需要了解。天空一个特别长久的中呈字形之间撞谜团是，为什么闪电在天空中闪烁时呈现出"之"字形，现出澳大利亚的科学科学家们现在已经提出了一个解释，将其归结为电子和分子之间的家电碰撞，产生了一系列所谓的和分"台阶"。
在过去五年左右的之时间里，我们看到研究人员对雷击科学有了一些迷人的闪电见解。这包括发现通过这些事件产生的天空伽马射线可以在空气中产生反物质，有证据表明它们的中呈字形之间撞电磁场可以对活细胞产生保护作用，以及令人惊叹的现出高速摄像机拍摄的闪电分支从云中断裂的画面。
尽管我们对这些天气事件的科学认识不断提高，但雷击的家电物理学和支撑这些事件的顺序仍然不清楚。为什么闪电会从云层中发出，并沿着"之"字形的路径落向地球，这个问题已经困扰了科学家半个世纪，但南澳大利亚大学的等离子体物理学家约翰-洛克博士现在提出了一个相对有说服力的解释。
Lowke说："有几本关于闪电的教科书，但没有一本解释过人字形（称为台阶）是如何形成的，为什么连接台阶和云层的导电柱仍然是黑暗的，以及闪电如何能够穿越数公里。"
当闪电从雷云中出现时，它以大约50米（164英尺）长的台阶出现。这些台阶在一秒钟内闪亮，然后在另一秒钟内变暗，然后再形成另一个台阶，在同样的微不足道的时间内闪亮。这些台阶不断重复，一个接一个，直到闪电到达地球，虽然肉眼基本看不到，但高速摄影已经使科学家们能够记录这种戏剧性的接力放电。
但是，为什么这些步骤会以这样的方式形成，当闪电沿途经历了转瞬即逝的黑暗时刻时，怎么会有一个连续的电连接？在新发表的研究中，Lowke和他的同事Endre Szili将这一效应归结为所谓的单子-德尔塔可转移的氧分子。这些高能分子是在电子与氧分子碰撞时产生的，导致它们脱离并重新分配电场。
其结果是产生了一个导电柱，在"台阶"向"地面"推进的过程中保持与云层的连接，甚至在变暗时也是如此。这得益于氧分子的刺激，迫使它们进入"可转移"状态，当其数量足够多时，这一现象可以使空气导电。
Lowke在为《对话》杂志撰写的一篇附文中写道："因此，当足够多的可转移状态被创造出来，以分离出大量的电子时，闪电步骤就会发生。在这个步骤的黑暗部分，可转移状态和电子的密度正在增加。在5000万分之一秒之后，台阶可以导电，台阶顶端的电动势增加到大约是云的电动势，并产生进一步的台阶。"
根据科学家们的说法，对雷击的更好理解可以带来对建筑物、飞机和人的更好防雷保护措施。由多面手本杰明-富兰克林在1752年发明的避雷针仍然是我们在这方面的主要措施，其作用是吸引闪电并将其电荷接地。固定在建筑物的顶部以保护结构不受损害，但更好地了解雷击是如何形成的，就可以带来保护建筑环境的新工具。
Lowke博士说："我们需要了解雷电是如何启动的，这样我们就能研究出如何更好地保护建筑物、飞机、摩天大楼、宝贵的教堂和人们。"
这项研究发表在《物理学D杂志》上。

(责任编辑：文化脉动)