Un equipo de investigadores de varias instituciones en India y Japón ha descubierto que es posible utilizar un detector de muones para medir el potencial eléctrico en tormentas eléctricas. El artículo se publica en la revista Cartas de revisión física . Los investigadores explican que notaron que los niveles de detección de muones caían durante las tormentas eléctricas, y usó esa información para calcular el potencial eléctrico en tormentas eléctricas.

Los relámpagos que cruzan el cielo son una amplia evidencia de que las tormentas producen electricidad. Durante las últimas décadas, Los científicos han enviado globos y aviones a las tormentas para aprender más sobre lo que sucede dentro de ellos. Pero los sensores utilizados en tales esfuerzos solo han podido capturar datos sobre partes muy pequeñas de las tormentas. En este nuevo esfuerzo, los investigadores desarrollaron una forma de capturar una medida crítica de toda una tormenta:su potencial eléctrico.

El potencial eléctrico de una tormenta se define como la cantidad de trabajo colectivo que se requeriría para mover sus electrones de una parte de una nube a otra. En tormentas eléctricas el potencial eléctrico surge cuando las gotas de agua cargadas positivamente suben y las gotas cargadas negativamente se hunden, y el aire entre ellos se vuelve conductor. Debido a su actividad eléctrica, las tormentas eléctricas pueden tener un impacto en los muones, obligándolos a perder energía, lo que evita que los detectores de muones los detecten.

Los muones forman parte de un tipo de partículas diminutas que se producen cuando las partículas cósmicas chocan contra la atmósfera y se rompen en millones de fragmentos de escombros; llueven constantemente desde arriba. Los científicos han construido detectores de muones para estudiarlos. Una de esas instalaciones es GRAPES-3, ubicado en la India. Tiene 400 detectores de muones ubicados en el suelo, cubriendo aproximadamente 25, 000 metros cuadrados. Juntos, detectan millones de muones cada minuto. Los investigadores con este nuevo esfuerzo comenzaron a monitorear los cambios en los niveles de detección cuando notaron que los niveles caían cuando las tormentas estaban sobre sus cabezas. Informan que monitorearon y estudiaron los cambios en dichos niveles durante el período de abril de 2011 a diciembre de 2014. Durante una tormenta particularmente grande que ocurrió el 1 de diciembre, 2014, los niveles de muones cayeron un 2 por ciento.

Como parte de su investigación, el equipo construyó un simulador de tormentas para calcular el potencial eléctrico total de una tormenta en función de la caída de muones detectada. Informan que su simulador mostró que la tormenta de diciembre tenía un potencial eléctrico de 1.300 millones de voltios.

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