Miért cikáznak a villámok?

A légköri elektromos kisülések lenyűgöző színjátékot kínálnak: a villámok általában nem egyenes vonal mentén haladnak a levegőben, hanem impozáns, szerteágazó képződményekké hasadnak.

Néha szabad szemmel is követhető, miképpen "utazik" az akár 8 km magasan levő zivatarfelhőtől a földig a cikázó fényjelenség.

A Physical Review c. szklapban Manuel Arrayás és munkatársai folyadékok keveredéséhez hasonlították a jelenséget: különböző viszkozitású folyadékok keveredésekor - bizonyos körülmények között - ugyanolyan elágazó "ujjak" keletkeznek, mint a villámok vagy más gázkisülések.

A villámok esetében is két különböző közegről van szó: a semleges gázról és az ionizált gázból való alagútról. Az amszterdami CWI kutatóintézet munkatársainak feltételezései szerint az alagút egy meghatározott időpillanatban ideális vezető. Ez azt jelenti, hogy ott az áram csaknem ellenállás nélkül folyik.

Ugyanebben a pillanatban az ionizált és a semleges gáz határfelülete instabil, és a villám több ágra szakad. Ugyanez a fizikai probléma merül fel az eltérő viszkozitású folyadékok keveredésekor is, állítják a kutatók.

Ott szintén ilyen ujjszerű elágazódások figyelhetők meg, a kis belső súrlódás "csatornáiban". (Ez utóbbi némi kézügyességgel ellenőrizhető: egyenes henger alakú színtelen pohárba öntsünk vizet, ha víz már teljesen nyugalomban van, finoman juttassunk bele kb. teáskanálnyi színes alkoholt vagy tintát.

Ha elég ügyesek voltunk, oldalról megfigyelhetők a két folyadék spontán keveredésekor létrejövő "ujjak". - Ha mégsem, akkor cikázó villámokat szórhat a szemünk...)

A felhasadás létrejötte nem a jelenség méretétől függ, hanem az elektromos mező térerősségétől. A szikra akkor is elágazhat, ha a katód és az anód mindössze 1 milliméterre van egymástól. A villámok egyes ágai egymástól több kilométerre csaphatnak be.

Bozsoki Anna-Mária