29 maggio 2013
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Cosa sono i fulmini globulari? Il nome è molto accattivante e la loro formazione addirittura più incredibile: essi sono delle manifestazioni elettriche atmosferiche che si presentano come globuli luminosi di varia dimensione e natura. In vari avvistamenti definiti ufologici, anche i fulmini globulari hanno avuto la loro gloria in quanto sono stati scambiati per oggetti non identificati.
Sebbene la loro esistenza sia stata a lungo considerata mitica, la scienza ha col tempo iniziato ad osservarli e studiarli scoprendone anche alcune strane particolarità (come la sopracitata capacità di attraversare oggetti solidi senza bruciarli) senza però riuscire a comprenderli del tutto.
Recentemente, alcuni studiosi sono riusciti a riprodurre il fenomeno in ambiente controllato e dimostrare che essi si forano quando un fulmine comune disintegra una roccia ricca in silicio: tale elemento, a quanto sembra, una volta vaporizzato in aria produce manifestazioni che sembrano identiche in tutto e per tutto ai fulmini globulari veri e propriil loro diametro minimo è di 2 cm,il massimo di 10 metri...in genere li si trova tra i 30 e i 50 cm.Le constatazioni più curiose che possono essere associate anche a fulmini globulari, sono le fantastiche idee di molte persone che non avendo la fortuna di riuscire a riprendere o fotografare un fulmine, si danno all' arte:
Sebbene la loro esistenza sia stata a lungo considerata mitica, la scienza ha col tempo iniziato ad osservarli e studiarli scoprendone anche alcune strane particolarità (come la sopracitata capacità di attraversare oggetti solidi senza bruciarli) senza però riuscire a comprenderli del tutto.
Recentemente, alcuni studiosi sono riusciti a riprodurre il fenomeno in ambiente controllato e dimostrare che essi si forano quando un fulmine comune disintegra una roccia ricca in silicio: tale elemento, a quanto sembra, una volta vaporizzato in aria produce manifestazioni che sembrano identiche in tutto e per tutto ai fulmini globulari veri e propriil loro diametro minimo è di 2 cm,il massimo di 10 metri...in genere li si trova tra i 30 e i 50 cm.Le constatazioni più curiose che possono essere associate anche a fulmini globulari, sono le fantastiche idee di molte persone che non avendo la fortuna di riuscire a riprendere o fotografare un fulmine, si danno all' arte:
Foto che potrebbe essere scambiata per quella di un fulmine globulare.
Un fulmine globulare può passare attraverso pareti e finestre senza danneggiarle e in genere ruota attorno al proprio asse. Molto raramente appaiono in sequenza. I fulmini globulari si muovono in modo molto più vario delle altre manifestazioni atmosferiche luminose. I fulmini globulari seguono percorsi segmentati (zig-zag) e manifestano repentine variazioni di quota. La durata di un fulmine globulare va da un secondo fino a diversi minuti. La scomparsa può essere accompagnata da un violento "bang". Generalmente le sfere sono colorate: rosso, arancione, giallo, bianco e blu sono i colori più ricorrenti. La luminosità media è paragonabile a quella delle lampade domestiche da 100 W e quindi sono quindi visibili anche in pieno giorno. Possono materializzarsi all'interno di edifici ed aerei oppure semplicemente all'aperto, non necessariamente durante i temporali. In generale la superficie visibile è priva di dettagli ma in alcuni casi i testimoni riferiscono di una differenza di luminosità fra bordo e interno, oppure riferiscono della presenza di dettagli tipo scintille o "corde" più luminose. Cosa sono i Fulmini globulari denominati anche BL( Ball Lightning)?Un tipo di fulmine?
La caratteristica che distingue un fulmine globulare da tutte le altre manifestazion atmosferiche luminose (ad esempio i fuochi di Sant'Elmo) è l'estrema varietà del moto. Percorsi a zig-zag, stazionamenti e variazioni repentine di quota sono le caratteristiche salienti del fenomeno. Grazie a queste "performance" certi testimoni possono pensare che il BL sia "intelligente". Sfere luminose analoghe ai BL possono essere create in laboratorio, tuttavia va detto che i tempi di vita medi sono in generale inferiori a quelli che si osservano in natura.
Queste scariche possono essere di entità molto diversa, a seconda che rappresentino piccoli cedimenti locali del dielettrico o scariche a grande distanza tra regioni di forte carica opposta.
La caratteristica più immediata per i fulmini nube-suolo è la propagazione dalla nube verso terra (fulmine discendente) o dalla terra verso la nube (fulmine ascendente).
La percentuale degli ascendenti è legata alla posizione geografica, ed alla presenza di punte sul territorio.
Infine, se si considera il verso della corrente, i fulmini sono classificati in positivi e negativi.
Due fisici brasiliani hanno riprodotto il meccanismo fisico e chimico che li genera .Allo studio apparati per evitarli
Si formano improvvisamente, nell'aria carica di elettricità, durante i violenti temporali: sono sfere di fuoco variopinte che danzano minacciosamente, sospese pochi metri sul terreno, talvolta irrompono nelle abitazioni, terrorizzando i malcapitati spettatori e, nei casi più sfortunati, uccidendoli. Gli scienziati li chiamano «fulmini globulari», per distinguerli dalle classiche saette che disegnano nel cielo luminosissime linee a zigzag; ma finora non sapevano spiegare da dove scaturissero. Ebbene, dopo due secoli e mezzo di esperimenti e di studi (a partire da Benjamin Franklin), il mistero dei temibili fulmini globulari è stato finalmente svelato. Due fisici sperimentali brasiliani, Antonio Pavo e Gerson Paiva, dell'Università Federale di Pernambuco (Brasile), hanno annunciato di avere riprodotto con successo nel loro laboratorio il processo di formazione dei fulmini globulari, basandosi su una teoria fisica precedentemente formulata dal loro collega statunitense Graham Hubler, dell' U.S. Naval Research Laboratory di Washington.
In termini molto semplici, la teoria prevede che i fulmini globulari siano il risultato di fenomeni elettrici e chimici. Il punto di partenza è un classico fulmine che scarica la sua energia a terra. Nel punto di impatto si producono altissime temperatura che vaporizzano gli elementi chimici come il silicio contenuti nel suolo. Le particelle di silicio, a loro volta, combinandosi con l'ossigeno presente nell'atmosfera, formano una nuvoletta incandescente di plasma (gas ad alta temperatura) di dimensioni variabili da una palla da tennis a un pallone di calcio. Così il fulmine globulare comincia a fluttuare nell'aria per qualche secondo, emettendo bagliori variopinti e terrorizzando la gente, prima di dissolversi, talvolta con un fragore assordante. Prima ancora che fossero documentati fotograficamente, i fulmini globulari sono stati disegnati anche da incisori di stampe del '700 e dell'800. E dobbiamo al bulino di uno di questi artisti la rappresentazione di quel che accadde nel 1753 allo sfortunato fisico Georg Richmann, emulo Franklin, che faceva penetrare l'elettricità atmosferica nel proprio laboratorio attraverso lunghi fili elettrici, ma che fu letteralmente carbonizzato dalla formazione di un fulmine globulare.
I due fisici brasiliani, prudentemente protetti da opportuni schermi, hanno costruito un arco voltaico da 140 ampere che vaporizza un wafer di silicio e crea, in rapida successione, raffiche di fulmini globulari che rotolano minacciosi nel loro laboratorio universitario. «Così abbiamo anche potuto misurare la vita media di questi fenomeni che varia da 2 a 8 secondi». Dimostrata la validità della teoria, annunciano i ricercatori, ora si tenterà di mettere a punto i sistemi di sicurezza più adatti per difendersi da questi insidiosi compagni dei fulmini atmosferici. Qui una testimianza molto significativa:
Un corrispondente del "Daily Mail" si trovava a casa durante un temporale quando vide scendere dal cielo una sfera arancione grande come un'arancia. Il BL entrò in casa bruciacchiando la finestra, fuse i fili del telefono e si tuffò in una tinozza piena di 18 litri d'acqua. L'acqua si mise a bollire e solo dopo 20 minuti l'esterefatto testimone riuscì ad immergervi la mano per cercare residui del BL. Non trovò niente, ma con i dati di questa testimonianza e tenendo conto che per innalzare di un grado centigrado la temperatura di un grammo d'acqua sono necessari 4,18 Joule possiamo stimare che l'energia minima del BL era di 6 MJoule. Assumendo un raggio di 5 cm la densità di energia risulta di 10 KJoule per centimetro cubo. Per confronto l'energia per unità di volume dell'alcool etilico in aria e a pressione atmosferica vale 22 MJoule per centimetro cubo, mentre per il propano è di 100 Joule per centimetro cubo.
Non sono molti i BL che lasciano tracce del proprio passaggio ma questi eventi sono estremamente utili: abbiamo visto infatti come sia possibile stimare l'energia contenuta in un BL e questo è un dato molto importante per costruirne la teoria fisica. Nonostante le difficoltà si può stimare un'energia interna media pari a 160 KJ e una densità media di energia (per un diametro medio di 23 cm) pari a 25 J per centimetro cubo , valore compatibile con una sorgente energetica di tipo chimico anche se non è ancora chiaro quale possa essere.
Uno dei problemi aperti sulla luminescenza dei BL consiste nello stabilire se sono trasparenti oppure opachi. Nel primo caso l'energia irraggiata proviene da tutto il volume del BL, nel secondo solo dalla superficie esterna. I dati non sono conclusivi tuttavia pare favorito il modello di BL trasparente (otticamente sottile) infatti, come dicevamo prima, il bordo di un BL è più scuro del centro e ciò significa che una parte della radiazione emessa filtra dall'interno. La temperatura effettiva (di corpo nero) di un BL medio è attorno ai 1400 K, quindi la temperatura delle zone che irradiano sarà attorno ai 2000 K. Questo valore è più grande della temperatura di corpo nero perchè una parte dell'energia del BL è determinata dalla dinamica dei gas interni. Come sorgente radiativa il BL è simile ai fuochi d'artificio, anzi questi ultimi sono sorgenti di luce più efficienti dei BL di circa un ordine di grandezza. L'efficienza dei BL è stimabile a quella della fiamma di una candela.
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