Un team di ricercatori di diverse istituzioni in India e Giappone ha scoperto che è possibile utilizzare un rilevatore di muoni per misurare il potenziale elettrico nei temporali. Il documento è pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica . I ricercatori spiegano di aver notato che i livelli di rilevamento dei muoni diminuiscono durante i temporali, e ha usato queste informazioni per calcolare il potenziale elettrico nei temporali.

I fulmini che attraversano il cielo sono un'ampia prova che le tempeste producono elettricità. Negli ultimi decenni, gli scienziati hanno inviato palloncini e aerei nelle tempeste per saperne di più su ciò che accade al loro interno. Ma i sensori utilizzati in tali sforzi sono stati in grado di acquisire solo dati su parti molto piccole delle tempeste. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno sviluppato un modo per acquisire una misurazione critica di un'intera tempesta:il suo potenziale elettrico.

Il potenziale elettrico di una tempesta è definito come la quantità di lavoro collettiva che sarebbe richiesta per spostare i suoi elettroni da una parte all'altra di una nuvola. Nei temporali, il potenziale elettrico sorge quando le goccioline d'acqua caricate positivamente salgono e le goccioline caricate negativamente affondano, e l'aria tra di loro diventa conduttiva. A causa della loro attività elettrica, i temporali possono avere un impatto sui muoni, costringendoli a perdere energia, che impedisce ai rivelatori di muoni di rilevarli.

I muoni fanno parte di un tipo di minuscole particelle che si verificano quando le particelle cosmiche colpiscono l'atmosfera e si disgregano in milioni di frammenti di detriti:piovono costantemente dall'alto. Gli scienziati hanno costruito rivelatori di muoni per studiarli. Una di queste strutture è il GRAPES-3, situato in India. Dispone di 400 rilevatori di muoni situati a terra, coprendo circa 25, 000 metri quadrati. Insieme, rilevano milioni di muoni ogni minuto. I ricercatori con questo nuovo sforzo hanno iniziato a monitorare i cambiamenti nei livelli di rilevamento quando hanno notato che i livelli diminuivano quando i temporali erano in testa. Riferiscono di aver monitorato e studiato i cambiamenti a tali livelli nel periodo da aprile 2011 a dicembre 2014. Durante una tempesta particolarmente grande che si è verificata il 1 dicembre, 2014, i livelli di muoni sono scesi del 2%.

Come parte della loro ricerca, il team ha costruito un simulatore di tempesta per calcolare il potenziale elettrico totale di una tempesta in base al calo di muoni rilevato. Riferiscono che il loro simulatore ha mostrato che la tempesta di dicembre aveva un potenziale elettrico di 1,3 miliardi di volt.

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