As chances de ser atingido por um raio são de menos de uma em um milhão, mas essas chances diminuíram consideravelmente neste mês, quando mais de 4,2 milhões de raios foram registrados em todos os estados e territórios australianos no fim de semana de 12 a 13 de novembro.

Quando você considera que cada relâmpago viaja a mais de 320.000 quilômetros por hora, isso é uma enorme quantidade de eletricidade.

Já se perguntou sobre raios? Nos últimos 50 anos, cientistas de todo o mundo têm debatido por que um raio faz ziguezague e como ele está conectado à nuvem de trovão acima.

Não houve uma explicação definitiva até agora, com um físico de plasma da Universidade do Sul da Austrália publicando um artigo histórico que resolve os dois mistérios.

O Dr. John Lowke, ex-cientista do CSIRO e agora professor adjunto de pesquisa da UniSA, diz que a física do raio tem confundido as melhores mentes científicas por décadas.

"Existem alguns livros didáticos sobre raios, mas nenhum explica como os ziguezagues (chamados degraus) se formam, por que a coluna eletricamente condutora que conecta os degraus com a nuvem permanece escura e como o raio pode viajar por quilômetros", Dr. Lowke diz.

A resposta? Moléculas de oxigênio metaestáveis ??singleto-delta.

Basicamente, o raio acontece quando os elétrons atingem as moléculas de oxigênio com energia suficiente para criar moléculas de oxigênio delta singleto de alta energia. Depois de colidir com as moléculas, os elétrons "descolados" formam uma etapa altamente condutora - inicialmente luminosa - que redistribui o campo elétrico , causando etapas sucessivas.

A coluna condutora que conecta o degrau à nuvem permanece escura quando os elétrons se ligam às moléculas neutras de oxigênio , seguido pelo desprendimento imediato dos elétrons pelas moléculas singleto delta.

Por que isso é importante?

"Precisamos entender como o raio é iniciado para que possamos descobrir como proteger melhor edifícios, aviões, arranha-céus, igrejas valiosas e pessoas", diz o Dr. Lowke.

Embora seja raro humanos serem atingidos por raios, edifícios são atingidos muitas vezes, especialmente os altos e isolados (o Empire State Building é atingido cerca de 25 vezes por ano).

A solução para proteger estruturas de raios permaneceu a mesma por centenas de anos.

Um pára-raios inventado por Benjamin Franklin em 1752 é basicamente um arame de cerca grosso que é preso ao topo de um edifício e conectado ao solo. Ele é projetado para atrair raios e aterrar a carga elétrica , evitando que o prédio seja danificado.

"Essas hastes Franklin são necessárias para todos os edifícios e igrejas hoje, mas o fator incerto é quantas são necessárias em cada estrutura", diz o Dr. Lowke.

Há também centenas de estruturas que atualmente não são protegidas, incluindo galpões de abrigo em parques, muitas vezes feitos de ferro galvanizado e sustentados por postes de madeira.

Isso pode mudar com os novos padrões australianos de proteção contra raios, recomendando que esses telhados sejam aterrados. O Dr. Lowke era um membro do comitê da Standards Australia que recomendou essa mudança.

"Melhorar a proteção contra raios é tão importante agora devido a eventos climáticos mais extremos causados ??pelas mudanças climáticas. Além disso, enquanto o desenvolvimento de materiais compostos ecológicos em aeronaves está melhorando a eficiência de combustível , esses materiais aumentam significativamente o risco de danos causados ??por raios, por isso precisamos para olhar para medidas de proteção adicionais.

"Quanto mais soubermos sobre como os raios ocorrem, mais bem informados estaremos ao projetar nosso ambiente construído", diz o Dr. Lowke.

O artigo "Rumo a uma teoria de líderes escalonados em raios " foi publicado no Journal of Physics D: Applied Physics . É de autoria do Dr. John Lowke e do Dr. Endre Szili, do Future Industries Institute da University of South Australia.