Разделы

Телеком Беспроводная связь

Шаровые молнии можно печь в микроволновке

Эли Йерби (Eli Jerby) и Владимир Дихтярь (Vladimir Dikhtyar) из университета Тель-Авива научились создавать шаровые молнии в лаборатории, что позволит прояснить свойства этих таинственных и зловещих образований, а в перспективе – и использовать их в тех или иных целях.
Необычный характер поведения шаровых молний, их странные и противоречивые, по рассказам очевидцев, свойства, относительная редкость появления и общая малоизученность привлекают внимание ученых. В лабораторных условиях уже удавалось получать образования, в чем-то сходные с природным феноменом, однако для этого приходилось использовать мощные и нехарактерные для естественных условий источники энергии — так, академик Капица применял для этого внешние генераторы мощных радиоволн.

Предложенная израильскими учеными методика позволяет создавать шаровые молнии сравнительно простым и малозатратным способом из расплава твердых материалов — в частности, кремния, стекла, германия и алюминия.

Методика создания шаровой молнии, описанная авторами в статье в журнале Physical Review Letters, оказалась на удивление простой. Для этого использовалась лабораторная установка, напоминающая обычную микроволновку и включающая магнетрон частотой 2,45 ГГц и мощностью 600 Вт из бытовой микроволновой печи.

Шаровые молнии создавались в двух режимах: спонтанном и индуцированном. Спонтанная эмиссия ранее наблюдалась в прямоугольной полости объемом 3/4 литра, в которой находилось около 20 куб. см. германия или базальта. При подаче энергии с излучателя магнетрона, расположенного на расстоянии около 20 см, наблюдалось развитие шаровой молнии из расплава твердого материала, образовывавшего в воздухе упругий «пылающий» шар, дрейфовавший в направлении излучателя со скоростью около 0,2 м/с. Циклы выделения шаровых молний повторялись примерно 1 раз в секунду.

Ученым удалось пронаблюдать несколько десятков циклов такой эмиссии, однако происходила она сравнительно редко, и предсказать условия ее развития не удалось. Решить задачу «надежного» получения шаровых молний удалось с помощью так называемой «микроволновой дрели» — устройства, позволяющего подводить микроволновое излучение к материалу с помощью компактного излучателя. Такая дрель позволяет осуществлять локальный разогрев материала до высоких температур — до 2 тыс. градусов, что позволяет легко и бесшумно плавить бетон, стекло, делая в них отверстия диаметром несколько миллиметров.

Методика создания шаровой молнии выглядит следующим образом. Сначала при помощи микроволновой дрели на поверхности кремниевого субстрата создается расплавленная область. Затем, медленно отводя излучатель микроволновой дрели, вытягивается расплавленная капля вещества. При испарении вещества под действием излучения эта капля «взрывается», образуя стабильное образование — огненный шар диаметром около 3 см, плавающий в воздухе. В лабораторной установке, сообщает Physics Web, ученым удалось наблюдать интересные эффекты — в частности, образование вторичной шаровой молнии.

#gallery#
Точно отождествить полученное в лабораторных условиях образование с шаровой молнией, образующейся в природе, а, следовательно, и установить истинный механизм образования последней, можно будет лишь после специальных исследований. Не известен в точности их состав. Авторы подчеркивают, что по ряду признаков искусственные молнии отличаются от природных. Так, в природе они существенно больше (до 1 м), существуют значительно дольше и способны перемещаться в пространстве с намного большей скоростью.

Природные шаровые молнии способны «проходить» сквозь стекло, «притягиваться» металлическими предметами, разделяться и принимать различные формы. Генератор, подобный «микроволновой дрели», в природе также найти непросто. Тем не менее, новая технология может найти применение в промышленности — например, в обработке материалов, освещении, в решении задач удержания плазмы и даже для нанесения сверхтонких пленок.

Заменит ли ИИ человеческую эмпатию в контакт-центрах?
Искусственный интеллект

Подписаться на новости Короткая ссылка