A villámlásról ma már meglehetősen sokat tudnak a kutatók, de a jelenség két aspektusát az elmúlt ötven évben sem sikerült megfejteni: hogy miért cikázik a villám, és hogyan kapcsolódik a fölötte lévő viharfelhőhöz. A Dél-Ausztráliai Egyetem plazmafizikusa, John Lowke most egy olyan tanulmánnyal állt elő, amely mindkét rejtélyt feloldhatja.

A kutatóprofesszor szerint a villámlás fizikája évtizedek óta vita tárgyát képezi a legnagyobb tudósok körében, és nem született egyértelmű magyarázat arról, hogy „hogyan alakulnak ki a cikk-cakkok, miért marad sötét az azokat a felhővel összekötő, elektromosan vezető oszlop, és hogyan képes a villám több kilométeres távolságot megtenni”.

A válasz a szinglet-delta metastabil oxigénmolekulákban rejlik. A villámlás akkor következik be, amikor az elektronok eég nagy energiával ütköznek az oxigénmolekulákba ahhoz, hogy nagy energiájú szinglet-delta oxigénmolekulák jöjjenek létre.

Az ütközés után a levált elektronok erősen vezető, eleinte világító alakzatot alkotnak, amely az elektromos mező újraelosztásában vesz részt, és így egymást követő „lépcsők” keletkeznek. A lépcsőt a felhővel összekötő vezető oszlop sötét marad, amikor az elektronok semleges oxigénmolekulákhoz kapcsolódnak, majd az elektronokat rögtön leválasztják a szinglet-delta molekulák.

A villámlás megértése Lowke szerint azért is különösen fontos, mert a klímaváltozásból eredő szélsőségesebb időjárási események miatt jobban fel kell készülni a villámvédelemre. Például miközben a repülőgépgyártásban az üzemanyag-hatékonyság és a környezetbarát anyagfelhasználás érdekében új építési módszereket alkalmaznak, az anyagok jelentősen növelhetik a villámcsapás okozta károk kockázatát, így erre a szempontra is fokozottan figyelni kell a zöldítési folyamatokban.

Az épületek villámvédelmét továbbra is Benjamin Franklin 1752-es találmánya, az épület tetejére erősített, a magához vonzott villám töltését a földbe vezető villámhárító jelenti. „Ezek a Franklin-rudak ma már minden épület és templom esetén kötelezők, de bizonytalan tényezőt jelent, hogy az egyes épületeken hány darabra van belőlük szükség” – mondta a kutató, aki reméli, munkája segíthet választ találni ezekre a kérdésekre is.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: