Tìm ra nguyên nhân hiện tượng kì lạ nhất của tự nhiên

Một nhóm các nhà khoa học Úc tin rằng họ đã tìm ra nguyên nhân của một trong những hiện tượng kỳ lạ nhất của tự nhiên - sét hòn (ball lightning).

>>> Bí ẩn của sét hòn

Sét hòn, thường có kích thước bằng một quả bưởi, là một hiện tượng vật lý hiếm thấy xuất hiện khoảng 20 giây. John Lowke, nhà khoa học thuộc Tổ chức Nghiên cứu Khoa học và Công nghiệp Liên bang Úc (CSIRO), tác giả chính của nghiên cứu mới được công bố trên Tạp chí Geophysical Research Atmospheres nói: “Suốt thời gian dài, hiện tượng này không được thừa nhận. Tuy nhiên, cho đến nay, có hàng trăm trường hợp tuyên bố họ đã chứng kiến sự xuất hiện của sét hòn và cũng hàng trăm năm nay nó vẫn là một bí ẩn chưa có lời giải thích thoả đáng”.

Nhiều giả thuyết trước đây cho rằng bức xạ sóng ngắn, trạng thái oxy hóa, năng lượng hạt nhân, vật chất tối, phản vật chất thậm chí ngay cả lỗ đen đều có thể là nguyên nhân.

Sét hòn thường vào nhà qua ống khói, qua cửa kính và cũng có thể trong một cấu trúc toàn kim loại như khoang máy bay. Để làm sáng tỏ bí ẩn, Lowke và các đồng nghiệp tại CSIRO và Đại học Quốc gia Úc đặc biệt quan tâm đến sự xuất hiện của nó gần cửa sổ mà không làm vỡ kính.

Giống như một quả cầu plasma, sét hòn là khí
phát sáng được hình thành bởi một điện trường.

Sau khi chạm xuống đất, sét hòn để lại đằng sau dấu vết của các hạt tích điện hoặc ion. Ở hầu hết mọi trường hợp, ion âm và dương kết hợp trong giây lát, các ion còn lại thì rơi xuống mặt đất. Giả thuyết mà Lowke đưa ra là một số ion này có thể tích tụ ở bên ngoài bề mặt vật liệu không dẫn điện như cửa sổ. Chúng tập trung lại và tạo ra một trường điện xuyên qua kính.

Lowke nói rằng trường này sinh ra các electron tự do phía trong cửa sổ mang năng lượng đủ để đánh bật các electron từ phân tử khí xung quanh, đồng thời giải phóng photon, tạo ra quả cầu phát sáng. “Khoảng 1/3 số trường hợp sét hòn xuất hiện kèm theo một tiếng nổ lớn. Nó có thể là điện trường có xu hướng làm nóng khí, gây ra vụ nổ bởi sự giãn nở khí”.

Tuy nhiên, tại sao ở một vài trường hợp khác, như lời kể của cựu phi công trong lực lượng Không quân Hoa Kỳ sau đây, sự hình thành sét hòn lại không theo công thức đó.

Trong khi điều khiển chiếc máy bay chở hàng C-133A từ California đến Hawaii giữa những năm 1960, Lietutenant Don Smith đã nhìn thấy ngọn lửa Saint Elmo trên màn hình radar của máy bay, ngay sau đó sét hòn xuất hiện trong buồng lái, phát ra thứ ánh sáng màu xanh.

Trên thực tế, lửa St. Elmo là sự phóng điện từ một vật dẫn có đầu nhọn khiến cho mật độ điện tích tăng cao, tạo ra điện trường mạnh dẫn tới sự phóng điện. Lửa St. Elmo cũng có dạng cầu nhưng không giống sét hòn, nó vẫn tiếp xúc với vật dẫn và tồn tại trong khoảng thời gian lâu hơn sét hòn rất nhiều.

“Sự hình thành đồng thời của cả lửa Saint Elmo và sét hòn trong ví dụ trên có thể là bởi các ion từ radar máy bay hoạt động ở công suất tối đa trong một lớp sương mù dày đặc”, Lowke suy đoán.

“Đây là nghiên cứu đầu tiên giải thích cụ thể về sự ra đời hoặc bắt đầu của sét hòn”. Lowke cũng cho biết bước tiếp theo nhóm nghiên cứu sẽ áp dụng lý thuyết này tái tạo sét hòn trong phòng thí nghiệm mặc dù không dễ dàng gì bởi nó đòi hỏi loại thiết bị có khả năng tạo ra mức điện áp 100 triệu vôn.

Nhưng ông cũng lưu ý rằng đó chỉ là suy đoán cá nhân và sẽ tiếp tục tiến hành những nghiên cứu khác để tìm ra câu trả lời cuối cùng.