Como Se Producen Los Rayos

RAYOS

Los rayos están formado por estos 3 procesos:

1. Primero, se separan cargas eléctricas en las nubes. La parte inferior queda con carga negativa, mientras que las cúspides de los cumulonimbos adquiere carga positiva.

2. Segundo, la carga negativa de la parte baja de la nube induce en la superficie terrestre otra carga positiva.

3. Pero un sistema con cargas totales es inestable, porque como sabemos, las cargas de signos diferentes se atraen. Cuando esta fuerza de atracción entre zonas con cargas de signos opuesto es demasiado alta, como consecuencia hay una descarga. Esa descarga es lo que llamamos rayo, no son más que cargas positivas que viajando hacia las negativas, y viceversa, procurando neutralizar toda la carga neta.

¿ Que son los rayos cósmicos?

Pese a su nombre, estos no son rayos en sí, estos son partículas individuales de muy alta energía, su origen no está muy claro, aunque lo más probable es que se formen de varias formas diferentes:

1. Algunos provienen de nuestro propio sol, sobre todo cuando hay tormentas solares.

2. Otros son partículas expulsadas durante la explosión de una supernova, o bien aceleradas en el disco de acreción de un agujero negro.

En su mayor parte son protones (o antiprotones), ya que es el barión más estable. Pero también hay algunos rayos gamma o también Luz muy ultravioleta, y electrones (el leptón más estable). Lo importante para lo que nos ocupa es que son partículas individuales que poseen una cantidad ingente de energía.

Como anteriormente vimos que las nubes de tormenta son capaces de electrificarse por sí solas, pero las mediciones experimentales demuestran que el campo eléctrico nunca crece lo suficiente como para llegar a convertir el aire en conductor. Dijimos también que, según la teoría vigente, el responsable de desencadenar la descarga es un electrón de muy alta energía, formado como subproducto secundario tras el impacto con la atmósfera de un rayo cósmico.

Para entender lo que ocurre una vez que el electrón relativista entra en la nube debemos tener claros un par de conceptos.

• En primer lugar, el recorrido libre medio es la distancia promedio que puede recorrer una partícula antes de colisionar con un átomo o molécula del medio en que se encuentra. Cuanto más rápido vaya, mayor será esta distancia.

Por ejemplo, si un campo eléctrico muy alto llega a arrancar un electrón de un átomo, se considera que tendrá un recorrido libre medio de unos centímetros. En cambio, los electrones de muy alta energía creados por los rayos cósmicos, que se mueven a prácticamente la velocidad de la luz, llegan a recorrer entre 50 y 100 metros antes de volver a colisionar con una molécula de aire.

• Lo segundo que tenemos que entender es la aceleración que una partícula cargada sufre al encontrar en el sí de un campo eléctrico. Recordemos que en la base de la nube hay una gran cantidad de carga negativa acumulada, mientras que en el suelo encontraremos carga positiva. Si un electrón, cuya carga es negativa, llega a situarse entre estas dos zonas las cargas positivas de la superficie tenderán a atraerlo, mientras que las cargas de la nube lo repelerán, ya que tienen cargas iguales

Es decir, si un electrón libre llega hasta la parte baja de la nube, ambas fuerzas eléctricas lo empujarán hacia abajo. La energía suministrada por el campo eléctrico será proporcional a la distancia que el electrón recorra.

Analizando lo anterior, podríamos llegar a la conclusión que los electrones extremadamente energéticos procedente de los rayos cósmicos, si llegan a la base de la nube, son capaces de aumentar aún más su energía gracias que recorren mayor distancia en el sí del campo eléctrico.

En el anterior escrito empezamos a describir el proceso por el que el aire se convierte en conductor poco antes de que se produzca un rayo.

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