Şimşeğin karakteristik zikzak deseninin sebebi, şimşek yere doğru hareket ederken oluşan yüksek derecede iletken bir oksijen formundan kaynaklanmaktadır.
Şimşekler parlak ani bir ışık ile gökyüzünü aydınlatır ve çeşitli şekillere bürünürler ancak onu çizecek olsaydınız, zigzak şekiller ile tasvir ederdiniz.
Şimşekler neden fırtına bulutu ve toprak arasında düz bir çizgi halinde akmak yerine gökyüzünde bir zikzak çizer?
Araştırmacılar şimşeklerin çarpıklığının sebebini çözmeye başlamalarına rağmen hala birçok mekanizması gizem olarak kalmaya devam ediyor. Güney Avustralya Üniversitesi’nde bir fizikçi olan ve şimşeklerin zigzak desenini araştıran bir çalışmada başyazar olan John Lowke Live Science’a verdiği demeçte “Dünyadaki çoğu şey hakkında her şeyi biliyoruz, bilim insanları ay ve güneş tutulmalarının ne zaman oluşacağını saniyesi saniyesine tahmin bile edebiliyor.” dedi.
Ancak şimşekler hakkında hala büyük gizemler var.
Şimşeklerin oluşumundaki bir çok süreç hala bir gizemini koruyor, ancak araştırmacılar şimşeklerin bu kıvrımlı zigzak görüntüsünün nedenini çözmeye yakın. Güney Avustralya Üniversitesi‘ndeki fizikçi John Lowke şimşeklerin zigzak ve kıvrımlı yapısının nedenleri üzerine bir araştırma yaptı.
Aralık 2022’de Journal of Physics D: Applied Physics dergisinde yayımlanan çalışmada, Lowke ve çalışma arkadaşları, şimşeklerin karakteristik zikzak desenine neden olan sürecin havada düzensiz şekilde biriken oksijenin sebep olabileceğini ileri sürmektedir. Bunun en büyük sebebinin ise havada biriken oksijen formunun yüksek derecede iletken olan yapısıdır.
Şimşeğin yüksek hızda çekilmiş fotoğrafları gösteriyor ki, bir şimşekten önce, bir gök gürültüsü ile başlayan ve bulutunun dibinden çıkan iyonize (elektrik yüklü) hava öncüleri oluşmaktadır ve çoğu durumda, bu öncüler çıplak gözle görülemeyecek kadar düşük görünürlüktedir. Kademeli olarak yere doğru zigzag şekilde inen şimşeklerin en büyük sebebi bu öncül oluşumlardır.
Yüksek İletkenliğe Sahip Tekil Delta Oksijen
Hava genellikle bir yalıtkan görevi görür ancak öncüler, normalden daha düşük enerji durumundaki oksijen moleküllerinden oluşan, “tekil delta oksijen” adı verilen yüksek iletkenliğe sahip oksijenin özel bir formunun yüksek konsantrasyonlarda bulunduğu bölgeler mevcuttur.
Delta Oksijen: Sistematik olarak dioksijen ve dioksin olarak adlandırılan tekil oksijen, tüm elektronların spin eşlendiği kuantum durumunda olan O = O formülüne sahip gaz halindeki inorganik bir kimyasaldır. Ortam sıcaklığında kinetik olarak kararsızdır.
Bu öncü oluşumlar, saniyenin milyonda biri kadar bir sürede ardışık kademeler boyunca boşalır, her birinin ardından fotoğrafların boşalmayı göstermediği kısa süren “karanlık” süreç oluşur ve nihayet yere ya da yerle bağlantılı uzun bir nesneye çarpar. ‘Bu çarpma saniyenin yaklaşık binde biri kadar süren şimşeğin gözle görülebilir (ve çok gürültülü) geri boşalımı ile sonuçlanır ve yüksek derecede iletken tekli delta oksijenleri nedeniyle zigzaklı bir yapıda yere doğru hareket eder.
Şimşek hakkında bitmek bilmeyen soruların arasında ona neyin sebep olduğu da var. Araştırmanın başyazarı Lowke ‘Şimşeklerin fırtına bulutlarındaki buz partiküllerinin hareketiyle oluşan statik elektrik nedeniyle olduğunu varsaymalarına rağmen bu kesin olarak bilinmiyor’ dedi.
Çevirmen: Mine Şentekin
