Cơn giông mạnh nhất trong lịch sử, điện thế 1,3 tỷ volt

Lượt hạt muon dưới cơn giông giúp các nhà khoa học tính toán điện thế của nó. (Ảnh: Science Library).

Để ước tính điện thế, nhóm nghiên cứu đo mức giảm số lượng hạt muon bên dưới cơn giông. Muon là những hạt nhỏ xíu rơi qua khí quyển Trái, sinh ra khi tia vũ trụ va chạm với tầng thượng quyển. Các nhà khoa học ở Ấn Độ và Nhật Bản xác định điện truyền qua đám mây giông sẽ làm giảm điện tích của hạt muon, hạ thấp khả năng các hạt được phát hiện qua cảm biến muon ở bên dưới cơn giông.

Dữ liệu do máy bay và khí cầu thời tiết thu thập giúp nhóm nghiên cứu tìm hiểu cấu trúc điện bên trong cơn giông. Nhưng hai phương tiện này chỉ khảo sát được một phần cơn giông hình thành trong không gian rất rộng, không thể đo điện thế của toàn bộ đám mây khổng lồ. Trước đây, giới thiên văn học nhận thấy sự xuất hiện của cơn giông có thể làm giảm sút lượng hạt đo bởi kính viễn vọng muon.

Để tiến hành nghiên cứu, các nhà khoa học sử dụng G3MT, kính viễn vọng muon ở Nam Ấn Độ, để đo chính xác tác động của cơn giông tới luồng hạt muon. Sunil Gupta, trưởng nhóm chuyên gia ở Viện nghiên cứu cơ bản Tata tại Mumbai, Ấn Độ, phát triển một phương pháp định lượng để suy ra điện thế cơn giông dựa trên điện tích của luồng hạt muon.

G3MT có thể đo những thay đổi ở luồng hạt muon với độ chính xác 0,1%. Kính viễn vọng này cũng có thể phân biệt 169 hướng riêng rẽ trên bầu trời, cung cấp hình ảnh tổng quát về cấu trúc điện của cơn giông. Từ năm 2011 đến năm 2014, các nhà khoa học sử dụng G3MT và phương pháp định lượng mới để đo điện thế của 184 cơn giông. Vào ngày 1/12/2014, nhóm nghiên cứu đo được một cơn giông có điện thế 1,3 tỷ volt, mức mạnh nhất từ trước tới nay.