Rozwiązano zagadkę pioruna kulistego

Pioruny kuliste intrygowały naukowców co najmniej od 1752 roku, kiedy to Benjamin Franklin przeprowadził swój słynny eksperyment z elektrycznością. Uczeni zastanawiali się nad ich naturą, a obecnie wydaje się, że w końcu wiedzą, w jaki sposób pioruny takie powstają.

Przed laty profesorowie John Abrahamson i James Dinniss z nowozelandzkiego University of Canterbury sformułowiali hipotezę, wedle której piorun kulisty to nic innego jak odparowany krzem.

Obecnie Antonio Pavo i Gerson Paiva z Federalnego Uniwersytetu w Pernambuco (Brazylia), sprawdzili teorię w praktyce.

Teoria mówi, że gdy piorun uderzy w miejsce, w którym znajduje się piasek lub krzemionka (dwutlenek krzemu), może dojść, w obecności węgla, do odparowania krzemu. Powstanie w ten sposób krótkotrwała, świecąca kula, która będzie unosiła się w powietrzu. Wedle tej teorii świecenie spowodowane wywołane jest ciepłem, które powstaje gdy opary krzemu wchodzą w reakcję z tlenem. Cząstki krzemu gromadzą się na powierzchni sfery i są w niej utrzymywane dzięki ładunkom elektrycznym.

Pavo i Paiva, chcąc sprawdzić tę hipotezę, przyłożyli do kawałka krzemu grubości 350 mikronów łuk elektryczny o wysokim napięciu i natężeniu wynoszącym 140 amperów. Po odsunięciu elektrod powstała świecąca, unosząca się w powietrzu kula wielkości piłeczki golfowej. Krzem został całkowicie odparowany.

W warunkach naturalnych konieczna jest obecność węgla, bo tlen zawarty w dwutlenku krzemu "lubi” węgiel. Gdy piorun odparuje dwutlenek krzemu, wówczas tlen łączy się z węglem, pozostawiając opary czystego krzemu, które tworzą piorun kulisty. Brazylijczycy nieco uprościli swój eksperyment, rozpoczynając od czystego krzemu – mówi Graham Hubler, fizyk z Morskiego Laboratorium Badawczego Amerykańskiej Marynarki Wojennej (U.S. Naval Research Laboratory).

Pavo i Paiva poinformowali, że stworzona przez nich kula "żyła” przez osiem sekund, syczała, wydobywał się z niej dym i wykazywała wszystkie inne cechy, które spotykamy w opisach piorunów kulistych. Brazylijscy uczeni zaobserwowali, że kula obracała się wokół własnej osi.

Temperatura laboratoryjnego pioruna kulistego została oceniona na około 1727 stopni Celsjusza.

Naukowcy chcą obecnie sprawdzić, czy piorun kulisty może powstać wskutek odparowania innych składników gruntu, takich jak metale czy związki siarki.

piorun kulisty Benjamin Franklin krzem krzemionka John Abrahamson James Dinniss Antonio Pavo Gerson Paiva Graham Hubler