حدد الفيزيائيون دور الجزيئات المحتوية على الكربون في تحديد قطبية الشحنة أثناء تصادم الجسيمات في سحب الرماد البركاني. ويفسر هذا الاكتشاف التأثير الكهربائي الثلاثي الذي يؤدي إلى البرق البركاني. ويأتي هذا الاكتشاف من تجارب أجريت على جزيئات ثاني أكسيد السيليكون.
ينشأ البرق البركاني عندما تتصادم الجسيمات في سحب الرماد وتتبادل الشحنة الكهربائية من خلال التأثير الكهربائي الثلاثي، فتنقسم إلى مجموعات موجبة وسالبة الشحنة التي يتم تفريغها على شكل برق. ولعقود، احتار الباحثون لعقود من الزمن حول سبب اختلاف شحنة جزيئات ثاني أكسيد السيليكون المتطابقة عند التلامس - واحدة موجبة والأخرى سالبة - مما يكسر التماثل المتوقع. وقد تم اقتراح مرشحات مثل الرطوبة أو خشونة السطح أو البنية البلورية ولكن لم يتم تأكيدها. > يقول جاليان جروجان، الذي يعمل الآن في جامعة برشلونة المستقلة: "هناك الكثير من الاحتمالات المرشحة". "يعتقد الناس أن الرطوبة مهمة، أو الخشونة، أو البنية البلورية." اختبر غروجان، أثناء عمله في معهد العلوم والتكنولوجيا في النمسا في كلوسترنوبرغ، وزملاؤه تأثير الملوثات السطحية. وباستخدام الموجات فوق الصوتية لرفع جسيمات ثاني أكسيد السيليكون في الهواء، تركوا كل منها يرتد مرة واحدة على صفيحة مستهدفة مطابقة وقاسوا الشحنة. وأدى تنظيف العينات بالخبز إلى إزالة الجزيئات المحتوية على الكربون، مما أدى إلى عكس الشحنات من موجبة إلى سالبة. >"قد تكون الشحنة موجبة أو سالبة. فإذا كانت موجبة، كنا نخبزها أو ننظفها ونعيد إجراء التجربة - وعندها ستصبح شحنتها سالبة". وأكد التحليل أن جزيئات الكربون هي العامل المهيمن، متجاوزاً العوامل الأخرى. واستعادت العينات التي تم تنظيفها شحنة موجبة بعد يوم واحد تقريباً، وهو ما يتطابق مع الوقت اللازم لإعادة اكتساب ملوثات الكربون المحمولة جواً. أشاد دانيال لاكس من جامعة كيس ويسترن ريزيرف في كليفلاند، أوهايو، بهذا العمل. > "يعرف الناس أن الأسطح عليها الكثير من الفضلات. ولكنني لم أرَ ذلك في الشحن الكهرومغناطيسي من قبل". لاحظ لاكس وجود تحديات: قد يعيق التلوث التنبؤ الدقيق لاتجاه الشحن. نُشرت الدراسة في مجلة Nature (DOI: 10.1038/s41586-025-10088-w).
