В ИПФ РАН открыли новое физическое явление, связанное с появлением молний
Российские физики зарегистрировали новую форму электромагнитного излучения длинной искры. Этот субнаносекундный импульс возникает перед главной стадией высоковольтного разряда, подобного грозовому. Знание свойств таких импульсов важно для понимания природы грозовых явлений, а также для разработок в области молниезащиты: мощные короткоимпульсные излучения можно рассматривать как поражающие факторы молнии.
Лаборатория моделирования геофизических плазменных явлений ИПФ РАН под руководством кандидата физико-математических наук Михаила Гущина активно занимается изучением импульсных излучений электрических разрядов, в том числе – молниевых. Поскольку практически невозможно предсказать, когда и где произойдет разряд молнии, для проведения экспериментов физикам приходится создавать лабораторные модели этого явления.
Отдел геофизической электродинамики ИПФ РАН, в состав которого входит лаборатория, давно сотрудничает с ВНИЦ РФЯЦ-ВНИИТФ (г. Истра Московской области). Ранее в рамках гранта Российского научного фонда под руководством ведущего научного сотрудника ВНИЦ Владимира Сысоева исследователи работали с моделью грозовой ячейки, которая представляет собой генератор облака водяного пара, заряжаемого до электрического потенциала более одного мегавольта относительно земли.
Уже тогда они предположили существование нового вида микроволнового излучения длинной искры – короткого, мощного, одиночного импульса, возникающего перед главной стадией разряда. Ученые классифицировали его как сверхширокополосный электромагнитный импульс (СШП ЭМИ).
Подтвердить догадку помог новый эксперимент. На этот раз использовался мощный генератор Маркса, который позволяет работать при импульсном напряжении до шести мегавольт и способен формировать искровые разряды длиной до нескольких десятков метров. Ученые смоделировали удар молнии в заземленный объект, при этом длина искры составляла более четырех метров.
Для постановки эксперимента необходимо было решить проблему с оборудованием, способным зафиксировать сверхкороткий импульс и измерить его параметры. Обычно приборы, предназначенные для регистрации электромагнитных сигналов, связанных с грозовой активностью, имеют микросекундное временное разрешение. Для фиксации сверхкоротких импульсов исследователи подобрали отечественное широкополосное оборудование с нано- и пикосекундным временным разрешением, разработали специальную методику измерений.
В результате экспериментов исследователи установили, что СШП ЭМИ длительностью около 200 пикосекунд и временем нарастания фронта около 100 пикосекунд наблюдаются более чем в половине положительных разрядов, и заметно реже в отрицательных разрядах.
«В течение двух экспериментальных кампаний (октябрь 2022 и сентябрь 2023) мы изучили около 300 длинных искровых разрядов и достоверно установили наличие ранее неизвестного эффекта при развитии молний. Нам удалось зафиксировать волновую форму импульсного излучения, измерить ключевые параметры. Сигнал довольно необычен по своей форме; это практически “однополярный” импульс. Он мощный, одиночный и очень короткий. Генерацию такого субнаносекундного импульса можно рассматривать как новое физическое явление», — рассказал Михаил Гущин.
Открытие ученых ИПФ РАН и ВНИЦ РФЯЦ-ВНИИТФ интересно не только для фундаментальной науки о быстрых процессах в длинном искровом разряде. Обнаруженные импульсы можно считать еще одним поражающим фактором молнии, опасным, в первую очередь, для электроники. Это явление требует дальнейшего изучения для понимания конкретных механизмов генерации импульсов и оценки возможных последствий.
Исследование проведено при поддержке Российского научного фонда. Результаты опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно