Origini dei fulmini: un esperimento rivela un indizio sorprendente
Quando la scienza le prova tutte per capire cosa succede dentro una nuvola temporalesca, poi arriva un piccolissimo strumento ingegnoso.
Andrea Stöllner è ricercatore presso l’ISTA, l’Istituto austriaco di scienza e tecnologia. Ha pubblicato un metodo che esplora le origini dei fulmini attraverso laser e particelle microscopiche. Capire come nasce un lampo di fulmine ad occhio nudo non è semplice. Sappiamo che è l’effetto dello scontro di nuvole temporalesche, ma accade che queste spesso si mescolino proprio nel momento in cui la scintilla è all’origine.
Forse, meglio utilizzare occhio, naso e orecchio per capire quando si avvicina un temporale. Sicuramente, è importante monitorare il meteo e seguire tutte le famose indicazioni di prevenzione e sicurezza quando si è all’aperto, soprattutto al mare, in montagna e in aperta campagna. Gli scienziati, in questi anni, hanno scoperto processi fisici complessi, come la separazione delle cariche tra cristalli di ghiaccio e graupel. I campi elettrici misurati risultano troppo deboli per spiegare la formazione di scariche.
L’esperimento scientifico con laser e particelle che ha riprodotto la prima scintilla di un fulmine in laboratorio
Da qui nasce l’esigenza di creare uno strumento tecnico. Stöllner e il suo team hanno utilizzato delle pinzette ottiche per intrappolare una minuscola particella di silice. Ne hanno misurato la carica mentre il laser ne aumenta l’energia. La particella neutra assorbe fotoni dal laser, liberando elettroni e accumulando carica positiva. Alcune particelle mostravano scariche spontanee rimaste intrappolate. Quello che potrebbe succedere all’interno delle nubi, i ricercatori hanno così scoperto in forma microscopica: l’origine di un fenomeno atmosferico come il fulmine.
Ecco che cosa ha dichiarato Andrea Stöllner, dopo l’utilizzo delle pinzette di luce: “Non sappiamo come accada, ma in pratica la carica diminuisce molto rapidamente. Siamo molto interessati a scoprire cosa lo causa, e in realtà è più o meno la stessa domanda che ci poniamo quando si innesca un fulmine, solo su una scala molto piccola.”
Approfondisce Dan Daniel, fisico dell’Okinawa Institute of Science and Technology: “Questo è esattamente il livello di precisione necessario per sondare in futuro la carica delle goccioline d’acqua o delle particelle di ghiaccio: un passo essenziale verso una comprensione veramente microscopica dei fulmini, dell’elettrificazione delle nuvole e dell’elettricità atmosferica.”
Le ricerche su temporali e atmosfera ci aiutano a comprendere meglio il cielo ma sono anche utili alle centrali meteo per migliorare i loro sistemi di prevenzione e informazione. La ricerca di Stöllner, nel cuore del centro Europa, è stata pubblicata su Physical Review Letters.
