Los científicos estudian las bolas de fuego con rayos-X

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Los científicos llevan siglos desconcertados con las extrañas bolas a la deriva que aparecen ocasionalmente durante las tormentas. Las teorías mantenidas hasta ahora sugerían que las “bolas de rayos” son una descarga eléctrica en movimiento o algún tipo de objeto autocontenido. Ahora, una investigación de un grupo israelí está haciendo la segunda opción más probable. Los científicos han creado bolas de fuego artificiales y han usado la Instalación de Radiación de Sincrotrón Europea (ESRF) en Grenoble para analizar su composición.

Aunque es un fenómeno raro, las bolas de rayos han sido observadas por varios miles de personas de todo el mundo, cada una de ellas pareciendo contar con un conjunto distinto de propiedades. Los diámetros varían entre un centímetro a aproximadamente un metro, los colores varían entre el rojo al blanco o al azul, mientras que el movimiento abarca el descenso vertical y el serpenteo horizontal. Las bolas de fuego se han visto incluso entrando en edificios a través de chimeneas y ventanas. Sin embargo, tales avistamientos son siempre inesperados, por lo que es raro tener la oportunidad de observar sistemáticamente las bolas de rayos.

Un número de grupos de investigación están por tanto tratando de recrear bolas de rayos en el laboratorio. Hace dos años, los ingenieros eléctricos Eli Jerby y Vladimir Dikhtyar de la Universidad de Tel Aviv en Israel fueron capaces de crear bolas de fuego artificiales focalizando microondas en sustratos hechos de silicio y otros sólidos colocados en una cavidad del tamaño de una caja de zapatos. Fundieron parte del silicio enviando microondas a través de una punta de metal, cuando lo encendieron, pudieron arrastrar algo de silicio vaporizado con él. Esto creó una columna de fuego que finalmente se desprendió para formar una flotante bola de fuego temblorosa de color naranja, rojo y amarillo.

Ahora, Jerby y Dikhtyar han probado la composición y propiedades de sus bolas de fuego instalando la cavidad, la cual contiene un sustrato de cristal de borosilicato, en una línea del ESRF. Tras pasar rayos-X a través de la cavidad y generar patrones de difracción, descubrieron que las bolas de fuego contenían aproximadamente 109 partículas por cm, cada una de la cuales con un diámetro medio de 50 nm (Phys. Rev. Lett. 100 065001).

Creen que esta observación apoya una teoría propuesta por John Abrahamson, ingeniero químico de la Universidad de Canterbury en Nueva Zelanda, que expone que las bolas de rayos tendrían lugar cuando los rayos comunes evaporan carbono y óxidos de silicio en el terreno, permitiendo al carbono reducir químicamente el silicio a su forma elemental. Los átomos de silicio se enfriarían, condensándose y agrupándose en nanopartículas, las cuales se oxidarían en el aire de alrededor y emitirían una radiación térmica.

Sin resolver

Esta última investigación, sin embargo, no resuelve el misterio de las bolas de rayos. Mientras que muchos testigos han informado que los orbes brillantes duran varios segudos — avistamientos que respaldan la teoría de Abrahamson — las bolas de fuego de Jerby y Dikhtyar brillan durante apenas 30–40 ms una vez que la fuente de microondas se desconecta.

El grupo israelí especula que el mecanismo responsable de la longevidad de las bolas de rayos en la teoría de Abrahamson está enmascarada en sus experimentos. Abrahamson apunta que conforme las nanopartículas de silicio se oxidan, la razón a la que pueden alcanzar moléculas de oxígeno disminuye, por tanto disminuye la disipación de la energía química de las partículas. Jerby dice que el proceso de oxidación puede tener lugar mientras que el silicio está siendo iluminado por microondas y que su energía química es por tanto gastada casi por completo durante el tiempo en el se elimina la fuente de microondas.

Además de este problema del tiempo de vida de la bola de fuego, la teoría de Abrahamson aún tiene que explicar exactamente cómo la bola puede pasar a través de ventanas, muros y otros objetos. Jerby, sin embargo, es optimista sobre que estos problemas puedan solventarse y que finalmente se pueda recrear una bola de rayos real en el laboratorio. También cree que el trabajo de su grupo podría tener importantes aplicaciones prácticas, tales como producir nanopartículas directamente de materiales sólidos.


Autor: Edwin Cartlidge
Fecha Original: 21 de febrero de 2008
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