Los rayos, que pueden calentar la atmósfera a una temperatura cinco veces superior a la de la superficie del Sol, son el resultado de una potente reacción en cadena. Los científicos han resuelto finalmente el misterio de lo que ocurre justo antes de que caiga un rayo. Aunque Benjamin Franklin descubrió la conexión entre el rayo y la electricidad en 1752, los expertos no habían comprendido completamente el trayecto desde la nube hasta el suelo hasta ahora.
Victor Pasko, profesor de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Estatal de Pensilvania, afirma: «Nuestros hallazgos ofrecen la primera explicación cuantitativa y precisa de cómo se inician los rayos en la naturaleza. Logramos conectar los rayos X, los campos eléctricos y la física de las avalanchas de electrones».
El proceso de formación de rayos comienza con fuertes campos eléctricos dentro de las nubes de tormenta que aceleran los electrones, los cuales chocan con moléculas como el nitrógeno y el oxígeno. Estas reacciones producen radiación electromagnética, conocida como rayos X, junto con más electrones y fotones de alta energía. Este proceso finalmente da lugar a los rayos.
Los científicos sabían que los protones ascienden y los electrones descienden hacia el suelo, creando una acumulación de carga eléctrica positiva en el suelo. Cuando esta carga positiva se conecta con la carga negativa que desciende, se produce la transferencia eléctrica que vemos como un rayo.
Para llegar a estas conclusiones, los investigadores utilizaron modelos matemáticos que simulan las condiciones físicas necesarias para la formación de rayos. Zaid Pervez, estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica, explica: «Explicamos cómo se producen los fenómenos fotoeléctricos, qué condiciones deben darse en las nubes de tormenta para que se inicie la cascada de electrones y cuál es la causa de la gran variedad de señales de radio que observamos en las nubes antes de que caiga un rayo».
Además, el estudio abordó el fenómeno de los «rayos oscuros» o destellos terrestres de rayos gamma, que son ráfagas invisibles de rayos X que ocurren sin los típicos destellos de luz o ráfagas de radio. Victor Pasko explicó: «En nuestro modelo, los rayos X de alta energía producidos por las avalanchas de electrones relativistas generan nuevos electrones semilla impulsados por el efecto fotoeléctrico en el aire, amplificando rápidamente estas avalanchas».
El estudio, publicado en la revista Journal of Geophysical Research, proporciona una comprensión más profunda de los complejos procesos que llevan a la formación de rayos, utilizando modelos matemáticos avanzados y observaciones detalladas. Esta investigación no solo aclara el misterio de la iniciación de los rayos, sino que también abre nuevas vías para entender otros fenómenos atmosféricos relacionados.
Hashtags: #Rayos #Ciencia #BenjaminFranklin #InvestigaciónCientífica #FísicaAtmosférica
