Paslaptingieji kamuoliniai žaibai

   Kamuolinių žaibų buvimu šiandien neabejoja ir fizikai. Tiesa, šis gamtos reiškinys, stebimas stiprios perkūnijos metu yra labai retas. Vieni tyrinėtojai tvirtina, kad per savo gyvenimą kamuolinį žaibą pamato apie 5 proc. žmonių, kiti - kad mažiau nei vienas procentas. Dėl tokių retų stebėjimų trūksta pakankamai mokslinių duomenų; šio reiškinio laboratorijoje atkurti irgi niekam dar nepavyko, todėl kamuolinio žaibo prigimtis ir šiandien nėra iki galo aiški. Dabar ją įminti pasiryžo du fizikai iš Naujosios Zelandijos, paskelbę įdomią kamuolinį žaibą aiškinančią hipotezę žurnale "Nature".

   Šiuos švytinčius, ore plevenančius rutulius, nei iš šio nei iš to atsirandančius audros metu žmonės stebėjo dar Antikos laikais. Tie rutuliai kartais gali būti maži kaip teniso kamuoliukai, o kartais net žmogaus galvos dydžio. Jie gali spinduliuoti baltą, oranžinę arba geltoną šviesą; sakoma, kad jie kiaurai persiskverbia per sienas ar langus. Yra liudininkų, stebėjusių kamuolinį žaibą net ir skrendančiame lėktuve.

Kamuolinis zaibas   Nemažai kamuolinį žaibą mačiusių žmonių - jų tarpe buvo ir keletas mokslininkų - tvirtina pajutę nuo jo sklidusį nemalonų kvapą. Tirti šį reiškinį yra labai sunku nes neįmanoma numatyti, kada ir kur šis žaibas pasirodys, be to pasirodęs jis išnyksta vos po kelių sekundžių. Vienas vokietis metų metus prasėdėjo garsaus Italijos kalno Salvatore viršūnėje, matė šimtus tūkstančių normalių žaibų, bet kamuolinio taip ir nesulaukė. Dėl panašių priežasčių iki šiol nėra jokių patikimų kamuolinio žaibo nuotraukų arba vaizdajuosčių, kuriose jis būtų nufilmuotas.

   Už tai netrūksta kamuolinį žaibą aiškinančių teorijų. Ilgą laiką pati populiariausia buvo teorija, kurią dar 1955 m. pasiūlė žymusis rusų fizikas Piotras Kapica. Kapica priskyrė šį reiškinį aukštadažnio elektromagnetinio lauko iškrovai, tiesa, nepaaiškindamas, iš kur šis aukštojo dažnio laukas atsiranda. Kiti mokslininkai vėliau bandė taisyti šį trūkumą, teigdami, kad aukšto dažnio bangas gali spinduliuoti pats audros debesis, tam tikromis sąlygomis virstąs gamtiniu mazeriu - į lazerį panašiu daiktu, tik spinduliuojančiu ne šviesą, bet mikrobangas. Bet eksperimentais patvirtinti nei šios, nei kitų teorijų taip ir nepavyko. Tiesa, 1991 m. dviem japonams pavyko naudojant mikrobangas laboratorijoje sukurti rutulius iš plazmos - į elektronus ir jonus suskaldyto dujų. Tie rutuliai netgi praeidavo medines lentas jų nepažeisdami. Bet tvirtinti, kad sukūrė kamuolinį žaibą, nesiryžo net ir patys japonų tyrinėtojai - eksperimento sąlygos labai jau skyrėsi nuo to, kas vyksta perkūnijos metu.

   Johnas Abrahamsonas ir Jamesas Dinnis iš Canterbury universiteto Naujojoje Zelandijoje mano, kad kamuolinio žaibo prigimtis yra visai ne fizikinė, o cheminė. Grunte esantį smėlį daugiausiai sudaro silicio dioksidas. Kuomet žaibas trenkia į žemės paviršių, smėlio grūdeliai skyla; atsiranda mažytės silicio dalelės, o diokside buvęs deguonis susijungia su dirvoje esančia anglimi ir virsta anglies dvideginiu. Silicio dalelės, kurių skersmuo yra mažesnis už šimtą nanometrų (milijoninę metro dalį), vėliau sukimba viena su kita, pradžioje sudarydamos ilgas grandines, iš kurių vėliau susidaro lengvi, pūkiniai rutulio formos vėriniai, kuriuos oro srovė pakelia nuo žemės. Abrahamsonas ir Diniss elektroniniu mikroskopu stebėjo tokius vėrinius po to, kai jie sukūrė aukštos elektros įtampos iškrovą.

   Silicio dalelės ore reaguoja su deguonimi ir, palyginti lėtai degdamos, spinduliuoja šviesą. Silicio oksidavimosi procesai yra senai naudojami puslaidininkių pramonėje, todėl jų savybės yra gerai žinomos. Abu mokslininkai paskaičiavo, jog silicio vėriniams degant atsirandančios šviesos ryškis ir spalva turėtų būti panašūs į tuos, apie kuriuos pasakoja kamuolinius žaibus stebėję liudininkai. Priklausomai nuo pradinių sąlygų, silicio dalelės gali įkaisti nuo 1200 iki 1700oC temperatūros. Jeigu temperatūra viršija silicio lydymosi tašką (1412oC), likęs silicis oksiduojasi labai greitai ir kamuolinis žaibas sprogsta. Mokslininkai teigia galį paaiškinti ir tai, kaip kamuoliniai žaibai sugeba pereiti per sienas ir langus. "Toks vėrinys yra labai lankstus", sako Abrahamsonas. "Miniatiūrinės silicio dalelės gali būti oro srove įtraukiamos į mažiausius plyšelius, o kitoje pusėje vėl sulips į rutulį".

   Šios teorijos patvirtinimui trūksta tik paskutinio, paties svarbiausiojo įrodymo: abiems fizikams iki šiol dar nepavyko sukurti kamuolinio žaibo. Iki tol šiam paslaptingam reiškiniui dar teks švytėti tamsoje.


Mokslo įdomybės