Durante la scarica di fulmini particolarmente intensi si creano le condizioni affinché le particelle ad alta energia provenienti dallo spazio (raggi cosmici) interagiscano con i campi elettrici temporaleschi, producendo un gigantesco (e a buon mercato) acceleratore di particelle simile a quello che è stato con gran fatica costruito al CERN di Ginevra. La Natura si sta prendendo una bella rivincita: ciò che l’uomo stenta a ottenere con anni di lavoro e milioni e milioni di euro, viene ottenuto semplicemente e completamente gratis.
Gli elettroni presenti nelle molecole d’aria vengono “strappati” dai raggi cosmici e subiscono una fortissima accelerazione causata dal $campo$ elettrico creato dai fulmini. In altre parole, i raggi cosmici liberano elettroni che poi i campi elettrici accelerano naturalmente. Meraviglioso! Questi elettroni si riuniscono in stretti fasci che si propagano dai livelli più bassi dell’atmosfera (troposfera), attraversano la media atmosfera e giungono nello spazio dove vengono intrappolati dal $campo$ magnetico nelle sue fasce di radiazioni (Van Allen) e possono causare seri problemi ai satelliti artificiali. Teniamo conto che questi eventi collisionali, rapidissimi, possono avere la potenza di una piccola centrale nucleare.
Fenomeni simili erano già stati ipotizzati nello studio degli “sprite” (folletti), fulmini che avvengono a grandi altezze sopra le nuvole temporalesche dando luogo a una varietà di fenomeni luminosi dalle forme più strane (Fig. 1). Si è ora visto che gli acceleratori naturali di particelle coincidono in qualche caso proprio con questi “sprite”.
Fig. 1 – La prima immagine a colori di uno “sprite”, ottenuta nel 1994 da un aereo da alta quota sopra l’Alaska. Il color rosso è dovuto a emissioni di azoto fluorescente eccitato da un fulmine avvenuto nel temporale sottostante. Un bellissimo UFO, non vi pare?
Per dovere d’informazione, già nel 1925 il Premio Nobel C.T. Rees Wison aveva ipotizzato queste condizioni particolari sopra le grandi nuvole temporalesche.
E’ veramente sconvolgente l’idea che mentre noi cerchiamo di far collidere le particelle sotto terra per evitare qualsiasi contaminazione, madre Natura lo faccia parecchi chilometri sopra la nostra testa. A parte gli scherzi (al CERN si possono dominare gli scontri, scegliere i proiettili e mille altre cose), è fantastico pensare che questi acceleratori naturali ci mostrino uno stupendo esempio di interazione tra il nostro piccolo pianeta e il ben più vasto Universo, da cui provengono appunto i raggi cosmici.
Fig. 2 – Uno splendido spettro o folletto luminoso (“sprite”), osservato sopra un temporale nel settembre del 2009 in Francia. Non vi sembra di vedere una specie di volto diabolico. Che ci stia avvisando del 2012? Sto scherzando, ovviamente!!
Non ho capito se queste particelle vanno a scontrarsi tra di loro dopo l’accelerazione da parte dal campo magnetico (stile CERN), o iniziano a vagare ad una velocità più alta e si raggruppano semplicemente in fasci nei vari strati dell’atmosfera (creando quelle forme strane e colorate) senza impattarsi tra di loro.
@Matteo,
spesso e volentieri si scontrano e come!
ma a parte i danni ai satelliti (credo disturbi nella trasmissione e ricezione), non sono pericolosi? o è la dimostrazione di quello che succede al CERN non è pericoloso (quindi una risposta a tutti i media che hanno quasi crocefisso gli esperimenti del cern, con la paura infondata della fine del mondo, la creazione di un buco nero, ecc. 😆 )
lo so è una domanda stupida, sicuramente questi eventi si manifestano ogni giorno da miliardi di anni
Ottimo articolo del sempre informatissimo Prof. Zappalà.
Volevo chiedere se potevo pubblicare tale articolo su un blog facendo naturalmente riferimento al Vs. sito e all´autore?
Grazie.
@Matteo,
i raggi cosmici sono pericolosi sicuramente e dobbiamo dire grazie all’atmosfera di non riceverne a iosa. Oltretutto se venissero accelerati… Ma l’importante è non essere in quel luogo… Anche il CERN non è pericoloso, a meno di non entrare dentro all’acceleratore… Dici bene tu, sono miliardi di anni che succede, ma la vita non ha subito conseguenze sulla superficie del pianeta.
@Alessandro,
grazie e pubblica pure l’articolo quanto vuoi 😉
Mi pare di capire che :gli sprite anzichè essere attratti dal terreno come avviene nei normali fulmini temporaleschi vengono deviati verso lo spazio esterno da che cosa non ho ben capito
@Rosanna,
in realtà gli sprite sono innescati da normali fulmini tra nuvole temporalesche e terreno, ma agiscono sul plasma che sta a grandi altezze, forse proprio a causa dell’accelerazione che va verso l’alto fino alle fasce di Van Allen, dove gli ioni vengono intrappolati…