Une équipe de chercheurs de plusieurs institutions en Inde et au Japon a découvert qu'il est possible d'utiliser un détecteur de muons pour mesurer le potentiel électrique dans les orages. L'article est publié dans la revue Lettres d'examen physique . Les chercheurs expliquent avoir remarqué que les niveaux de détection des muons chutent pendant les orages, et utilisé cette information pour calculer le potentiel électrique dans les orages.

Les éclairs qui traversent le ciel sont une preuve suffisante que les tempêtes produisent de l'électricité. Au cours des dernières décennies, les scientifiques ont envoyé des ballons et des avions dans les tempêtes pour en savoir plus sur ce qui se passe à l'intérieur d'eux. Mais les capteurs utilisés dans ces efforts n'ont pu capturer des données que sur de très petites parties des tempêtes. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont mis au point un moyen de capturer une mesure critique d'un orage entier :son potentiel électrique.

Le potentiel électrique d'un orage est défini comme la quantité collective de travail qui serait nécessaire pour déplacer ses électrons d'une partie d'un nuage à une autre. Dans les orages, le potentiel électrique apparaît lorsque les gouttelettes d'eau chargées positivement montent et que les gouttelettes chargées négativement descendent, et l'air entre eux devient conducteur. En raison de leur activité électrique, les orages peuvent avoir un impact sur les muons, les obligeant à perdre de l'énergie, ce qui empêche les détecteurs de muons de les détecter.

Les muons font partie d'un type de particules minuscules qui se produisent lorsque des particules cosmiques frappent l'atmosphère et se brisent en millions de morceaux de débris - elles pleuvent constamment d'en haut. Les scientifiques ont construit des détecteurs de muons pour les étudier. L'une de ces installations est le RAISINS-3, situé en Inde. Il dispose de 400 détecteurs de muons situés au sol, couvrant environ 25, 000 mètres carrés. Ensemble, ils détectent des millions de muons chaque minute. Les chercheurs de ce nouvel effort ont commencé à surveiller les changements dans les niveaux de détection lorsqu'ils ont remarqué que les niveaux diminuaient lorsque les orages étaient au-dessus de leur tête. Ils rapportent qu'ils ont surveillé et étudié les changements de ces niveaux au cours de la période d'avril 2011 à décembre 2014. Au cours d'une tempête particulièrement importante qui s'est produite le 1er décembre, 2014, les niveaux de muons ont chuté de 2 pour cent.

Dans le cadre de leurs recherches, l'équipe a construit un simulateur d'orage pour calculer le potentiel électrique total d'un orage en fonction de la chute de muons détectée. Ils rapportent que leur simulateur a montré que la tempête de décembre avait un potentiel électrique de 1,3 milliard de volts.

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