800x6001024x768Auto Width
Главная

Грозовые разряды и загадка шаровой молнии

Шаровая молния в предшествующие века

Свойства грозовой молнии

Существует ли в действительности шаровая молния?

Наблюдения шаровой молнии

Фотографии шаровой молнии

Характерные черты шаровой молнии

Теоретические и экспериментальные исследования

Современное состояние проблемы шаровой молнии

Плазменные модели шаровой молнии

Как видно из предыдущего раздела, свойства предполагаемого плазменного сгустка определяются другими параметрами плазмы, а не обменной энергией. Например, рекомбинация заряженных частиц ограничивает время существования такого шара малыми долями секунды, что, видимо, сравнимо с временем свечения обычной молнии. В первоначальном исследовании предсказывалась медленная рекомбинация при рассчитанной «высокой» температуре. Однако в экспериментальных исследованиях такие плотности зарядов были получены в газовой фазе только при действительно очень высоких температурах, на порядки выше приведенной в этой работе. Для разряда молнии с температурой 24 000 К концентрация электронов была оценена как 4,3 1018 см-3; поскольку в рассматриваемой теории не учитывалось никаких других специфических процессов, кроме понижения температуры, вычисленное время свечения после удара получается в общем таким же, как и у шаровой молнии, состоящей из подобного вещества. Применение к шаровой молнии квантовой теории электронного газа, подобной теории электронного газа в кристаллах, имеет определенное сходство с попытками применить к этой задаче квантовую теорию твердого тела, основанными на предположении об очень высокой концентрации заряженных частиц.

И кольцевой ток, и сферическая структура типа гидродинамического вихря предлагались в качестве форм шаровой молнии и исследовались при магнитогидродина-мическом подходе, для которого характерно отсутствие рассмотрения взаимодействия заряженных частиц. Как указывалось выше, для получения равновесного магнитогидродинамического образования небольшой массы, в котором не существенна гравитация частиц, необходимо приложение внешних сил. В торе, удерживаемом с помощью внешнего магнитного давления, необходимые магнитные поля могут быть созданы замкнутым током IR и током, текущим вокруг поперечного сечения тора по его поверхности Iб:

Если внутреннее давление пренебрежимо мало по сравнению с атмосферным, радиус кольца R= 10 см, а радиус поперечного сечения r=1 см, то оба тока должны быть порядка 10 000 А. Поверхностный ток считался барьером, препятствующим проникновению внешнего газа в плазму. Внешнее магнитное поле, перпендикулярное плоскости кольца, могло бы компенсировать большее внутреннее давление. Тороидальные токи, рассматриваемые в этой модели, подобны токам, которые наблюдаются в плазменных тороидах, получаемых в экспериментах по проблеме термоядерного синтеза. Однако вопрос о естественном образовании таких специфических потоков заряженных частиц необходимой величины остается открытым, если учитывать, с помощью каких методов удается создавать эти токи в лабораторных условиях. Поскольку в создании шаровой молнии в качестве постоянного внешнего магнитного поля могло бы участвовать лишь слабое магнитное поле Земли (около 0,3 Гс), с подобными же трудностями мы сталкиваемся и при объяснении высокой энергии и длительного существования подобной вихревой структуры сферической молнии.