闪电以超过 320000公里/小时的速度传播，被闪电击中的几率不到百万分之一，但本月几率应该高了不少，因为在11月12日至13日的周末，澳大利亚每个州和领地都记录了超过 420 万次雷击。

在过去的 50 年里，世界各地的科学家们一直在争论闪电为什么会曲折蜿蜒，又是如何与上方的雷云相连。

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直到几天前，这还没有明确的解释，但现在，南澳大利亚大学的等离子体物理学家发表了一篇具有里程碑意义的论文，解开了这两大谜团。

前 CSIRO 科学家、现任南澳大学兼职研究教授 John Lowke 博士说，几十年来，闪电的物理学一直困惑着最优秀的科学家。

“有一些关于闪电的教科书，但没有人解释之字形(称为阶梯)是如何形成的，为什么连接阶梯和云的导电柱仍然是黑暗的，以及闪电如何能够传播数公里。”Lowke 博士说。

答案？单线态-δ亚稳态氧分子。

基本上，当电子以足够的能量撞击氧分子以产生高能单重态氧分子时，就会发生闪电。在与分子碰撞后，“分离”的电子形成一个高度导电的台阶——最初是发光的——重新分配电场，导致连续的阶梯。

当电子接触到中性氧分子时，连接阶梯和云的导电柱保持黑暗，然后电子立即被单线态-δ亚稳态氧分子分离，分离出的电子发出闪光。

意义？

“我们需要了解闪电是如何引发的，这样我们才能弄清楚如何更好地保护建筑物、飞机、摩天大楼、有价值的教堂和人们。”Lowke 博士说。

虽然人类很少被闪电击中，但建筑物不一样，尤其是高大和孤立的建筑物(帝国大厦每年遭雷击约25次)。

本杰明富兰克林在 1752 年发明的避雷针基本上是一根粗的围栏线，吸引闪电并将电荷接地，从而使建筑物免受损坏。

“今天所有建筑物和教堂都需要避雷针，但不确定的因素是每个结构需要多少避雷针。”Lowke 博士说。

目前还有数百个结构不受保护，包括公园中的避难棚，通常由镀锌铁制成，并由木柱支撑。

随着澳大利亚更新预防雷击标准，这可能会改变。 Lowke 博士是澳大利亚标准协会的委员会成员，他力主更新标准。

“由于气候变化带来更多极端天气事件，现在改善保护法规非常重要。此外，虽然在飞机上开发环保复合材料可提高燃油效率，但这些材料显著增加了雷击损坏的风险，因此我们需要额外的保护措施。我们对闪电如何发生的了解越多，我们在设计我们的建筑环境时就会越了解。”

他与人合作的论文《闪电阶梯式成型理论》发表在Journal of Physics D: Applied Physics上。

https://phys.org/news/2022-11-physicists-gold-year-lightning-mystery.html

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