ความต่างศักย์ของสายฟ้าที่เราเข้าใจกันอยู่แต่เดิมนั้น มาจากการวัดค่าโดยใช้บอลลูนและเครื่องบิน แต่ด้วยข้อจำกัดที่ไม่อาจสังเกตก้อนเมฆคิวมูโลนิมบัสขนาดใหญ่จนทั่วทั้งก้อน ค่าที่ได้ออกมามากที่สุดจึงไม่แม่นยำเท่าที่ควร โดยวัดค่าออกมาได้อยู่ที่หลักร้อยล้านโวลท์ ซึ่งก็ถือว่ามากจนน่าตกใจอยู่แล้ว แต่ล่าสุดทีมนักวิทยาศาสตร์อาศัยวิธีการหาค่าความต่างศักย์ของสายฟ้าแบบใหม่ผ่านทางอนุภาคมิวออน ได้ผลออกมาน่าตกใจยิ่งกว่า นั่นคือพบว่าสายฟ้ามีความต่างศักย์สูงถึงพันสามร้อยล้านโวลท์ ซึ่งมากกว่าค่าสูงสุดเดิมเป็นสิบเท่า!!

มิวออนเป็นอนุภาคมูลฐานแบบมีประจุในกลุ่มเลปตอนเช่นเดียวกับอิเล็คตรอนแต่หนักกว่า มีสปินเป็น ½ เหมือนๆกัน และตกลงมาสู่พื้นโลกตลอดเวลาไม่ว่าเวลานั้นจะอากาศดีหรือมีฝนฟ้าคะนองซึ่งเป็นช่วงที่ในอากาศมีอนุภาคอิเล็คตรอนเพิ่มขึ้นเป็นจำนวนมาก


สนามเครื่องมือ GRAPES-3 ในอินเดียที่ใช้ศึกษาอนุภาคมิวออน

โดยอาศัยเครื่องมือ GRAPES-3 ในเมือง Ooty ประเทศอินเดีย ทีมงานของ Sunil Gupta นักฟิสิกส์จากสถาบันวิจัยพื้นฐานทาทาแห่งมุมไบ (Tata Institute of Fundamental Research in Mumbai ) สามารถนับจำนวนมิวออนในสภาพอากาศปกติประมาณ 2 ล้าน 5 แสนหน่วยต่อนาที แต่เมื่อสภาพอากาศเปลี่ยนไปกลายเป็นสภาพพายุฝนฟ้าคะนอง จำนวนอนุภาคมิวออนที่นับได้จะลดลง ซึ่งเป็นผลมาจากสนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเมื่อเกิดสายฟ้าที่วิ่งผ่านระหว่างก่อนเมฆ และเมื่อทีมงานใช้แบบจำลองในคอมพิวเตอร์เพื่อวิเคราะห์จำนวนและความเร็วของมิวออน ก็จะทราบถึงความต่างศักย์ของสายฟ้าที่ก่อให้เกิดความผิดปกตินั้น

หลังการบันทึกและสังเกตตั้งแต่เดือนเมษายนปี 2011 จนถึงเดือนธันวาคม 2014 ทีมวิจัยพบว่าสายฟ้าที่ปรากฏในช่วงเกิดพายุฝนฟ้าคะนองวันที่ 1 ธันวาคม 2014 มีค่าแรงดันไฟฟ้าหรือค่าความต่างศักย์สูงถึง 1.3GV หรือ หนึ่งพันสามร้อยล้านโวลท์ จึงได้ตีพิมพ์เผยแพร่ผลการศึกษาลงใน Physical Review Letters และถือเป็นค่าความต่างศักย์ใหม่ของสายฟ้าที่เป็นที่ยอมรับกันในวงการวิทยาศาสตร์

ที่มาและเครดิตภาพ sciencenews.org
เรียบเรียงโดย @MrVop