Техника - молодёжи 1999-10, страница 45

И он нашел такой источник. Академик Капица теоретически показал, что шаровая молния, наблюдаемая в природе, представляет собой высокотемпературную плазму, существующую довольно длительное время за счет резонансного поглощения или интенсивного поступления энергии в виде радиоволнового излучения. Он высказал мысль, что искусственная шаровая молния может быть создана с помощью мощного потока радиоволн, сфокусированного в ограниченную область пространства. Естественная шаровая молния — шар диаметром порядка 20 см, что соответствует длине волны около 70 см.

А лет пять назад в одной из лабораторий НИИ механики МГУ под руководством А.М.Хазена была создана еще одна теория огненного шара, органично соединившая достоинства прежних.

Согласно ей, в грозу под действием разности потенциалов начинается направленный дрейф электронов из облаков к земле. Попутно электроны, разумеется, сталкиваются с молекулами газов, из которых состоит воздух, причем вопреки здравому смыслу — тем реже, чем выше скорость электрона. В итоге отдельные атомы, достигшие некоей критической скорости, скатываются вниз, будто с горки. Такой «эффект горки» перестраивает войско заряженных частиц. Они начинают скатываться не беспорядочной толпой, а шеренгами, подобно тому как накатываются волны морского прибоя. Только «прибой» этот обладает колоссальной скоростью — 1000 км/с! Энергии таких волн, как показывают расчеты Хазена, вполне достаточно, чтобы, настигая плазменный шар, подпитывать его своим электростатическим полем и некоторое время поддерживать в нем электромагнитные колебания.

Теория Хазена ответила, наконец, на каверзный вопрос: почему шаровая молния часто движется над землей, будто копируя рельеф местности? От

Старинная гравюра запечатлела момент гибели профессора Рих-мана от удара шаровой молнии.

вет: с одной стороны, светящаяся сфера, обладая более высокой температурой по отношению к окружающей среде, стремится выплыть наверх под действием архимедовой силы; с другой стороны, под действием электростатических сил шар притягивается к влажной проводящей поверхности почвы. На какой-то высоте обе силы уравновешивают друг друга и шар словно катится по невидимым рельсам.

Иногда, правда, шаровая молния делает и резкие скачки. Их причиной может послужить либо сильный порыв ветра, либо изменение в направлении движения электронной лавины.

Нашлось объяснение и еще одному факту: шаровая молния стремится попасть внутрь построек. Любое строение, особенно каменное, поднимает в данном месте уровень грунтовых вод, а значит, возрастает электропроводность почвы, что и привлекает плазменный шар.

И наконец, почему шаровая молния по-разному заканчивает свое существование, иногда бесшумно, а чаще — взрывом? Здесь тоже виноват электронный дрейф. Если к шаровому «сосуду» подводится слишком много энергии, он в конце концов лопается от перегрева или, попав в область повышенной электропроводности, разряжается, подобно обычной линейной молнии. Если же электронный дрейф по каким-либо причинам затухает, шаровая молния тихо угасает, рассеивая свой заряд в окружающем пространстве.

Итак, А.М.Хазен создал интересную теорию одного из самых загадочных явлений природы. Насколько она верна? Ответить может лишь эксперимент. Схему его Хазен представляет себе так: «Возьмем проводник, проходящий через центр антенны передатчика сверхвысоких частот (СВЧ). Вдоль проводника, как по волноводу, будет распространяться электромагнитная волна. Причем проводник надо взять достаточно длинный, чтобы антенна электростатически не влияла на свободный конец. Подключим этот проводник к импульсному генератору высокого напряжения и, включая генератор, подадим на него короткий импульс напряжения, достаточный для того, чтобы на свободном конце мог возникнуть коронный разряд. Импульс надо сформировать так, чтобы возле его заднего фронта напряжение на проводнике не падало до нуля, а сохранялось на каком-то уровне, недостаточном для создания короны, то есть постоянного светящегося заряда на проводнике. Если менять амплитуду и время импульса постоянного напряжения, варьировать частоту и амплитуду поля СВЧ, то в конце концов на свободном конце провода даже после выключения переменного поля должен остаться и, возможно, отделиться от проводника светящийся плазменный сгусток».

Почему до сих пор такой эксперимент не поставлен? Во-первых, на его проведение необходимо большое количество энергии; если брать ее из электросети, при нынешней дороговизне это влетит в изрядную копеечку. Не лучше ли поискать источник энергии в природе? Ведь существуют же природные шаровые молнии без всяких электростанций...

Вышеупомянутый фантаст А.Беляев полагал, что генератором, поставляющим необходимую энергию, «служит само небо». И эту догадку фантаста недавно подтвердили ученые.

Как сообщает американский журнал «Тайм», профессор физики Джеймс Фоллин из Университета им. Г.Гопкин-са, высказал гипотезу: накопление электрического заряда в тучах происходит под действием космических лучей. Более того, сам разряд молнии начинается при непосредственном возмущении теми же лучами.

По мнению Фоллина, космические лучи, попадая в атмосферу Земли, разбивают атомы газов на части. Последние сыплются на нижележащие облака и выбивают из молекул воды электроны. Затем образуется электронная лавина и происходит разряд молнии.

Но ведь шаровые молнии иногда появляются и при ясном небе! Откуда они берут энергию? Как она передается в сравнительно небольшой объем, поддерживая «жизнь» огненного шара в течение десятков секунд? Тут еще предстоит разобраться, и ученые продолжают работу.

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 10 9 9

43