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Nov 24, 2023

Surprendre les meilleurs scientifiques depuis 50 ans : des physiciens résolvent un mystère de la foudre

Par Université d'Australie du Sud, 23 décembre 2022 La foudre est un phénomène naturel qui se produit lors d'orages lorsque la décharge d'électricité dans l'atmosphère provoque un éclair lumineux.

Par Université d'Australie du Sud23 décembre 2022

La foudre est un phénomène naturel qui se produit lors d’orages lorsque la décharge d’électricité dans l’atmosphère provoque un éclair lumineux. Il est généralement accompagné de tonnerre, qui est le son produit par la dilatation de l'air chauffé rapidement provoqué par la décharge d'électricité. La foudre est causée par l’accumulation de charges positives et négatives à l’intérieur d’un nuage ou entre un nuage et le sol. Lorsque les différences entre ces charges deviennent trop importantes, une décharge électrique se produit, qui peut se manifester par un éclair.

Environ 8,6 millions d'éclairs ont lieu chaque jour sur toute la planète, chacun se déplaçant à une vitesse de plus de 320 000 kilomètres par heure et générant une énorme quantité d'électricité.

Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi les éclairs zigzaguent ? Les scientifiques se sont disputés sur les raisons pour lesquelles les éclairs zigzaguent et sur leur lien avec le nuage d'orage au-dessus au cours des 50 dernières années.

There hasn’t been a definitive explanation until now, with a University of South Australia (UniSA) plasmaPlasma is one of the four fundamental states of matter, along with solid, liquid, and gas. It is an ionized gas consisting of positive ions and free electrons. It was first described by chemist Irving Langmuir in the 1920s." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">physicien des plasmas publiant un article historique qui résout les deux mystères.

Dr. John Lowke, former CSIROCSIRO stands for the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization. It is Australia's national science agency and one of the largest research agencies in the world. CSIRO conducts research in a wide range of fields, including agriculture, health, energy, and the environment, and aims to use its research to create economic, environmental, and social benefits for Australia and the world.<div class="text-gray-400 flex self-end lg:self-center justify-center mt-2 gap-4 lg:gap-1 lg:absolute lg:top-0 lg:translate-x-full lg:right-0 lg:mt-0 lg:pl-2 visible"> </div>" data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Un scientifique du CSIRO et désormais professeur adjoint de recherche à l'UniSA affirme que la physique de la foudre a déconcerté les meilleurs esprits scientifiques pendant des décennies.

"Il existe quelques manuels sur la foudre, mais aucun n'explique comment se forment les zigzags (appelés marches), pourquoi la colonne électriquement conductrice reliant les marches au nuage reste sombre et comment la foudre peut parcourir des kilomètres", a déclaré le Dr Lowke. dit.

La réponse? Molécules d'oxygène métastables singulet-delta.

Fondamentalement, la foudre se produit lorsque des électrons frappent des molécules d’oxygène avec suffisamment d’énergie pour créer des molécules d’oxygène delta singulet à haute énergie. Après collision avec les molécules, les électrons « détachés » forment une marche hautement conductrice – initialement lumineuse – qui redistribue le champ électrique, provoquant des marches successives.

La colonne conductrice reliant l'étape au nuage reste sombre lorsque les électrons s'attachent aux molécules d'oxygène neutres, suivi d'un détachement immédiat des électrons par les molécules delta singulet.

Pourquoi est-ce important?

"Nous devons comprendre comment la foudre se déclenche afin de pouvoir mieux protéger les bâtiments, les avions, les gratte-ciel, les églises de valeur et les personnes", explique le Dr Lowke.

S'il est rare que des humains soient touchés par la foudre, les bâtiments le sont à plusieurs reprises, en particulier les plus hauts et les plus isolés (l'Empire State Building est touché environ 25 fois par an).

La solution pour protéger les structures contre la foudre est restée la même depuis des centaines d’années.

Un paratonnerre inventé par Benjamin Franklin en 1752 est essentiellement un fil de clôture épais fixé au sommet d'un bâtiment et relié au sol. Il est conçu pour attirer la foudre et mettre à la terre la charge électrique, évitant ainsi que le bâtiment ne soit endommagé.