تصورات جديدة حول ظاهرة “كرة البرق” النادرة

واحد من بين التقارير العلمية النّادرة حول أندر شكل للبرق ــ كرة البرق ـــ تصف أفضل الطرق لإنتاج هذه الظاهرة الغامضة تحت الظروف المخبرية الحديثة اللازمة لتفسيرها. الدراسة الجديدة حول ظاهرة حيرت العديد من العلماء من أمثال أرسطو منذ 2300 سنة ونيكولا تيسلا قبل قرن من الزمن تم نشرها في “مجلة الكيمياء الفيزيائية أ The Journal of Physical Chemistry A

مايكل ليندساي وزملاؤه أعْطَو تفسيراً على أن كرة البرق هذه تتكون من كرة عائمة متوهجة، قد تنحرف بشكل مخيف في السماء ثم تنفجر بقوة في بعض الأحيان ما قد تؤدي إلى إصابة الناس وتدمير المباني. حجم هذه الكرات يمكن أن يتراوح من حبة البازلاء إلى كرات قطرها عدة أقدام و تبقى متَوَهّجة لمدة تصل إلى 10 ثوان. و لأنه يحدث مرة واحدة فقط في كل مليون من الصّواعق البرقية، فَكُرَة البرق الطبيعية لا يمكن دراستها باستخدام الأدوات العلمية.

و قد وصفوا في ورقة بحثهم تجارب أدت إلى طرق أكثر فعالية لصناعة كرة البرق، و كانت ضرورية لإيجاد تصور أفضل للظاهرة، و تقنيات جعلت من الكرة النارية تستمر لفترة أطول بحيث يمكن الاستمرار في ملاحظتها.

كما طَوّروا تقنية فيديو خاصة من شأنها أن تكشف المزيد من المعلومات أكثر من أي وقت مضى حول بنية كرات البرق وكيف تتحرك.

ملخص
كرة البرق هي ظاهرة طبيعية معروفة منذ العصور القديمة، شبيهة بالبلازما التي تدوم لمدة طويلة، مرتبطة بالعواصف الرعدية وهي غير مفهومة بشكل جيد بسبب ندرة حدوثها وعدم القدرة على التنبؤ بها. مؤخرا، تمت مراقبة ظاهرة مخبرية مكتشفة تشبه بشكل كبير كرة البرق تحدث حين يتم تفريغ شرارة عالية الطاقة من كاثود موضوع في محلول كهربائي (الكتروليت – وهو محلول يحتوي على املاح موصلة للتيار الكهربائي).تم الاعلان على مدى العقد الماضي عن العديد من الابحاث حول هذه الاشكال من البلازما طويلة الأمد ، فيما تبقى العمليات الكيميائية والفيزيائية الاساسية غير معروفة. يتم تركيز العمل حالياً للحصول على المزيد من الرؤى حول هذه الظاهرة من خلال دراسة تأثير درجة حموضة المحلول الكهربائي pH على البلازماني (plasmoid وهي بنية متماسكة بين البلازما و مجالات مغناطيسية) ومراقبة البنية الكيميائية والفيزيائية للبلازماني باستخدام تقنيتي الفيديوغرافي الانعراجية عالية السرعة و تحويل فورييه بطيف الأشعة تحت الحمراء FTIR Fourier transform infrared spectroscopy.

وتشير النتائج إلى أن متوسط عمر و حجم البلازماني يزيد بشكل طفيف فيما تنحرف درجة حموضة المحلول الكهربائي عن الحيادية. أطياف الامتصاص المرصودة للبلازماني تظهر المقاطع العرضية للامتصاص عند النطاقات التالية 620 -700، 1500-1560، 2280-2390، و 3650-4000 cm-1، القيمة الاخيرة تدلل على وجود تجمعات من المياه. وأخيرا، ان نتائج الصور الانعراجية تكشف تَدرّجا حادا و منفردا للكثافة على مستوى الطبقة العليا والجانبين المتوسعين بشكل كرة بلازماني ، فيما يبدو أسفل الكرة شكل مزيج مضطرب.

ترجمة: رضوان تشي
مراجعة أولى: منير عفيفي
مراجعة ثانية: E.K
تصميم: مارك ساركو

المصدر:

https://phys.org/news/2013-08-insights-one-in-a-million-lightning-ball.html