Sains & Teknologi

Berapa Banyak Listrik Yang Dapat Diproduksi oleh Petir?

Durasi Baca: 3 menit

Para peneliti menggunakan detektor sinar kosmik untuk mendeteksi potensi listrik pada petir, hasilnya 1,3 miliar volt, 10 kali lebih besar dari dugaan sebelumnya !

Badai petir pasti memiliki energi listrik sangat besar, tetapi mengukur potensi listriknya tidaklah mudah. Sebuah studi baru-baru ini mampu mendeteksinya di dalam suatu badai raksasa menggunakan teleskop yang dirancang untuk mempelajari sinar kosmik. Studi ini secara mengejutkan menemukan bahwa petir memiliki tegangan sebesar 1,3 miliar volt. Studi ini dimuat dalam jurnal Physical Review Letters .

Matteo Rini dari Physics melaporkan bahwa di masa lalu para peneliti telah menerbangkan pesawat atau melepaskan balon ke awan badai untuk mencoba mengukur potensi listrik. Pembacaan terbesar waktu itu adalah 130 juta volt selama badai petir di New Mexico pada 1990-an.

Tetapi para peneliti di Tata Institute of Fundamental Research in Mumbai, India, memutuskan untuk menyelidiki awan awan menggunakan sesuatu yang lebih canggih daripada balon, yaitu detektor muon. Muon adalah partikel bermuatan listrik yang diproduksi di atmosfer bagian atas Bumi ketika sinar kosmik terus-menerus membombardir planet kita berinteraksi dengan berbagai partikel. Itu berarti ada hujan muon yang stabil yang terus-menerus jatuh di bumi. Namun, ketika sesuatu menghalangi mereka, muon kehilangan energi, dan hilangnya energi dapat dideteksi menggunakan peralatan khusus.

Teleskop GRAPES-3 di The Tata Institute melacak muon, mendeteksi lebih dari satu juta muon per menit. Kemudian George Dvorsky di Gizmodo melaporkan bahwa tim mereka memasang monitor medan listrik ke detektor . Dengan melihat pengurangan energi muon yang melewati awan, tim dapat menghitung jumlah potensi listrik di dalam badai.

Ilustrasi teleskop Muon GRAPES-3 dalam badai petir. 
(PRANAY GODAWAT / GRAPES-3 EXPERIMENT)

Antara 2011 dan 2014, tim ini merekam data pada 184 badai. Mereka mempersempit daftar itu menjadi tujuh badai terbesar. Namun, enam di antaranya adalah badai yang rumit dan menghitung potensi listriknya memiliki berbagai masalah. Namun, badai besar pada 1 Desember 2014 memiliki profil yang tepat untuk perhitungan.

Estimasi potensial listrik menunjukkan maksimum (0,90 ± 0,08) GV pada 10 ∶ 48 UT . Bar vertikal mewakili kesalahan ± 1 σ.
Sumber: https://journals.aps.org/

Badai bergerak dengen kecepatan 64 km per jam, di ketinggian 11 km di atas permukaan bumi, dan mencakup luasan sekitar 378 km persegi. Perhitungan berdasarkan jumlah muon yang diusir badai menunjukkan bahwa ia memiliki potensi 1,3 miliar volt, 10 kali lebih besar dari pembacaan tertinggi sebelumnya untuk badai petir.

“Para ilmuwan memperkirakan bahwa awan petir dapat memiliki potensi gigavolt pada 1920-an,” Sunil Gupta dari Tata mengatakan kepada Tia Ghose di LiveScience . “Tapi dulu itu tidak pernah terbukti – sampai akhirnya dapat dibuktikan sekarang. Jumlah energi yang tersimpan pada satu petir di sini cukup untuk memasok semua daya listrik yang dibutuhkan satu kota seperti New York City selama 26 menit. Jika bisa memanfaatkannya. “

Gupta mengatakan tidak mungkin menemukan cara untuk memanfaatkan semua potensi listrik itu — karena energinya sangat kuat, sehingga akan mencairkan apa pun yang kami gunakan untuk melakukannya.

Michael Cherry, seorang peneliti kosmik dan sinar-gamma di Louisiana State University di Baton Rouge mengatakan kepada Rini di Fisika bahwa teknik pendeteksian muon adalah awal yang baik, tetapi ia bergantung pada beberapa model badai yang disederhanakan untuk perhitungan. Di masa depan, katanya, mengirimkan drone atau balon ke dalam badai dikombinasikan dengan detektor muon dapat membantu memperbaiki pembacaan.

Fakta bahwa badai dapat naik ke kisaran gigavolt memang membantu memecahkan satu misteri. Sejak tahun 1990-an satelit telah merekam semburan sinar gamma yang berasal dari wilayah yang lebih tinggi dari atmosfer yang dikenal sebagai Terestrial Gamma Ray Flashes . Jika badai memang memiliki potensi listrik dalam kisaran gigavolt, itu berarti mereka cukup kuat untuk mempercepat elektron ke kecepatan yang dapat menghancurkan atom-atom tertentu berkeping-keping, menghasilkan kilat.

    Leave a Reply