Facebook Instagram Twitter RSS Feed Back to top

Aktuality

Titulný obrázok

Vedci objasnili niektoré anomálne mikrovlnné javy v atmosfére

10. 9. 2021 | zhliadnuté 366-krát

Spoločný tím vedeckých pracovníkov zo SAV a Fakulty matematiky, fyziky a informatiky UK nedávno publikoval teoretický princíp, akým prebytkové voľné elektróny v povrchovej vrstve častíc ovplyvňujú dopadajúce mikrovlnné žiarenie. K zmenám elektromagnetického poľa dochádza v blízkom okolí častíc aj v tzv. ďalekej zóne. Tieto javy však možno pozorovať len v prípade, ak sú frekvencia žiarenia a rozmer častíc v istom rezonančnom vzťahu. Amplitúda a šírka rezonancie pritom závisia od dielektrickej funkcie materiálu a množstva voľných nosičov náboja na povrchu častíc.

Kolektív autorov z Ústavu stavebníctva a architektúry SAV, FMFI UK a US Army Research Laboratory ukázal, že tento efekt dokáže objasniť niektoré anomálne mikrovlnné javy pozorované v zemskej atmosfére – predovšetkým niektoré zdanlivo nepochopiteľné poruchy mikrovlnných komunikačných liniek počas prachových búrok. „Vďaka kontaktnej elektrifikácii majú v takých podmienkach aj neabsorbujúce prachové častice tendenciu získať prebytkový elektrický náboj, čím ich povrchová vrstva nadobúda ´metalické´ vlastnosti,“ vysvetľuje Mgr. Miroslav Kocifaj, PhD., z ÚSTARCH SAV a dopĺňa, že tieto javy možno interpretovať nárastom komplexného indexu lomu a impedancie.

Prácu publikoval časopis Journal of Geophysical Research: Atmospheres a spoločný tím v nej ukázal, že k výraznému nárastu rezonančných javov pri nabitých časticiach v porovnaní s elektricky neutrálnymi časticami dochádza hlavne na frekvenciách rádovo jednotiek gigahertzov (1 – 10 GHz). „Ide o oblasť, v ktorej pracujú aj meteorologické radary a komunikačné systémy. Nábojom indukovaná rezonancia v nabitých časticiach na spodnej hranici tohto frekvenčného pásma sa ukázala dostatočne výrazná na to, aby dokázala vysvetliť nárast mikrovlnného oslabenia, ktorý je inak ťažké dosiahnuť zvyšovaním relatívnej vlhkosti vzduchu – t. j. parametra, ktorý sa podieľa na dodatočnom náraste útlmu mikrovĺn (MW),“ objasňuje výsledky výskumu M. Kocifaj. Zistenie, že prebytkový náboj na povrchu častíc ovplyvňuje spodnú časť GHz frekvenčného pásma, viedlo podľa vedca k novej aplikácii založenej na numerickej rekonštrukcii optických vlastností častíc tak, aby bolo možné cielene kontrolovať mikrovlny na konkrétnej frekvencii. „Distribúciou vhodných častíc v prostredí medzi dvoma komunikačnými uzlami tak možno cielene rušiť vybrané frekvencie MW komunikačných liniek,“ dodáva Miroslav Kocifaj z Ústav stavebníctva a architektúry SAV.

Spracovala: Andrea Nozdrovická

Graf: Miroslav Kocifaj