En estas últimas semanas se han presentado unos resultados que podrían ser la pieza que completa el puzle de la comprensión de los rayos. Los investigadores Teruaki Enot y Yuuki Wada (físicos ambos del Equipo de Investigación de Fenómenos Naturales Extremos RIKEN Hakubi en Saitama, Japón) llevan trabajando desde 2015 en su programa llamado “Thundercloud Project” (“nube de tormenta”), con el objetivo de resolver el origen de los rayos.
Parece que el comienzo de estas corrientes eléctricas está en la radiación γ (gamma), la radiación más poderosa existente en la Naturaleza, muy peligrosa para la vida, ya que, pueden dañar moléculas provocando mutaciones genéticas o incluso la muerte. Este tipo de radiación está formada por fotones, (las partículas de la luz) que pueden alterar los campos electromagnéticos y está producida por la desintegración radiactiva de la materia.
Hasta hace unas décadas este tipo de radiación estaba asociada a catástrofes cósmicas muy violentas tales como agujeros negros y supernovas y aunque creamos que están muy lejos de nosotros, están más cerca de lo que sospechábamos. Las tormentas son estructuras nubosas que almacenan una gran cantidad de energía de carácter eléctrico y crean campos debido a la separación de las cargas eléctricas que allí se encuentran. La presencia de esos campos aceleraría las cargas eléctricas hasta velocidades cercanas a la de la luz dando así el pistoletazo de salida a la radiación gamma y a la formación del rayo.
Los sensores cuentan con cristales de germanato de bismuto, un material que se ilumina cuando es golpeado por los fotones de la radiación gamma
Cada día y en cada momento se están produciendo miles de descargas eléctricas en nuestro planeta y cada una de ellas alberga miles de millones de electrones que son acelerados hasta velocidades cercanas a la de la luz. Las observaciones de los satélites muestran que 1 de cada 1.000 rayos produce este tipo de radiación que aparece con un retarde de 70 segundo después del escape del rayo.
Este modesto proyecto cuenta, además, con la participación ciudadana. Cerca de medio centenar de los habitantes de Kanazawa se han mostrado voluntarios a instalar medidores en sus viviendas; además, de otros edificios públicos como escuelas y los templos. Estos equipos permitirán rastrear el seguimiento de las tormentas y cómo evolucionan los campos eléctricos que en ellas se generan.
Los primeros resultados han sido sorprendentes. En ocasiones, las tormentas se comportan como centrales nucleares, pues esta radiación gamma crearía material radiactivo atmosférico: como átomos de carbono-14. Decimos que, en ocasiones, porque no siempre se dan estos fenómenos.
¿Qué tipo de tormentas desencadenan este tipo de reacciones? Aún no se sabe con certeza, pero la cantidad de cristales de hielo puede estar detrás de todo esto.
Las fotografías de los ciudadanos arrojarán luz a este misterio
Ahora mismo hay dos hipótesis en el origen y que se diferencian en el número de cargas eléctricas involucradas (electrones): una sugiere que hay un conjunto reducido de electrones “líderes” que encabezan la punta del rayo, abriendo el paso a toda la corriente que lleva detrás y creando, al mismo tiempo, billones de electrones “semilla” dispuestos a salir corriendo. La otra, apuesta con una marabunta de electrones que aporte esa gran cantidad de energía necesaria para la radiación gama creando así la reacción en cadena. En cualquier caso, a menudo, no siempre, todo este proceso acaba en rayos.
El estudio de esta radiación y su prevención salvaría vidas y los daños materiales se minimizarían. Rara vez, sin embargo, ocurre que las cargas eléctricas existentes en las tormentas son alcanzadas por electrones de muy alta energía, (quizás proveniente de un rayo cósmico exterior) ingresa en una nube e inicia este alud de procesos subatómicos. Si uno de estos rayos alcanzase un avión, en el peor de los casos, los ocupantes podrían acarrear daños por la radiación visibles al cabo de los años. Dotar a las aeronaves de instrumental que inhibiese estos rayos gamma sería una buena opción.
Más información
https://www.nature.com/articles/d41586-021-00395-3
https://academic.oup.com/ptep/article/2020/10/103H01/5885093
