È un fenomeno che tutti hanno sentito ma nessuno è stato in grado di vedere, fino ad ora. Usando razzi, filo di rame e dispositivi acustici, gli scienziati hanno creato immagini vivide di tuoni mentre si propagano da un fulmine.
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"Questo è il primo del suo genere", ha dichiarato oggi Maher A. Dayeh del Southwest Research Institute in una conferenza stampa in occasione dell'Assemblea congiunta della American Geophysical Union a Montreal. “Questa è solo una prova di concetto. Un display molto più sofisticato ci fornirebbe maggiori dettagli ”, consentendo di indagare sulle varie parti di un fulmine ramificato.
Un fulmine colpisce la Terra più di quattro milioni di volte al giorno, o dozzine di volte al secondo. I potenti bulloni sono stati a lungo un mistero, ma ogni anno gli scienziati imparano di più su come vengono generati e su dove colpiranno. Ad esempio, alcune ricerche suggeriscono che i raggi cosmici provenienti dallo spazio possono svolgere un ruolo nell'innescare i fulmini.
Il tuono è ancora meno ben compreso. I ricercatori sanno che i fulmini riscaldano l'aria, creando un'onda d'urto. Primo piano, che può manifestarsi come un forte boom o una forte crepa; più lontano, tutto ciò che può essere ascoltato sono brontolii. "Comprendiamo la meccanica generale di come appare il tuono", dice Dayeh, ma i processi che contribuiscono a quel suono spaventoso devono ancora essere rivelati.
Per creare un'immagine del tuono, Dayeh e i suoi colleghi hanno escogitato "un orecchio speciale per sentire da dove viene il tuono". La loro tecnica si basa su un razzo che trasporta un filo di rame conduttivo, che fornisce un percorso prevedibile per i fulmini da seguire. Una serie di 15 microfoni seduti a terra ha quindi raccolto i suoni associati agli attacchi innescati.
Per studiare tuoni e fulmini altrimenti imprevedibili, gli scienziati SwRI lanciano piccoli razzi che trascinano filo di rame a terra in nuvole temporalesche in Florida. Il filo di rame crea un percorso conduttivo per il bullone in modo che il team possa focalizzare i propri strumenti e condurre esperimenti multipli. Credito: UF / FIT ICLRT"Invece di aspettare un fulmine, ti porti un fulmine", dice Dayeh. Il team ha condotto i loro esperimenti lo scorso 14 luglio, quando le condizioni erano mature per i temporali vicino a Gainesville, in Florida. Dopo che il razzo è salito, un lampo di verde ha illuminato il cielo. Questo era il filo di rame che bruciava. Quindi nove lampi violacei zigzagarono a terra, accompagnati da un tuono che fu registrato con i microfoni. Dayeh ha preso quelle registrazioni e le ha elaborate per creare un'immagine del suono.
La prima immagine di Dayeh era confusa e assomigliava in qualche modo all'arte moderna - suggerì persino a sua moglie di appendere l'immagine sul loro camino, ma lei rifiutò. Quando filtrava i suoni a bassa frequenza e si concentrava solo su quelli superiori a 1 megahertz, l'immagine si schiariva e il tuono poteva essere decifrato: le onde sonore si curvavano in rosso e arancione su uno sfondo di blu e verde.
Gli scienziati di SwRI hanno confrontato le fotografie a lunga esposizione di due eventi di fulmini innescati (in alto) con le immagini acustiche corrette per la propagazione della velocità del suono e gli effetti di assorbimento atmosferico (in basso). (Università della Florida, Florida Institute of Technology e Southwest Research Institute) 
Una fotografia a lunga esposizione (a sinistra) mostra un evento di fulmine innescato. Gli scienziati hanno anche tracciato i dati acustici misurati nell'array (a destra), che mostravano chiaramente le firme uniche dei nove colpi di ritorno viola associati all'evento innescato. (Università della Florida, Florida Institute of Technology e Southwest Research Institute) La forma della curva corrispondeva a quella del fulmine e il rosso più scuro, dove il suono era più forte, appariva alla base del bullone dove era attaccato al terreno. Ora che il team ha dimostrato che è possibile immaginare acusticamente il tuono, Dayeh spera che la tecnica consentirà una migliore comprensione di questi fenomeni affascinanti e talvolta mortali.
