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. Ako vysvetlil Mgr. Miroslav Kocifaj, PhD., z ÚSTARCH SAV: „Vďaka kontaktnej elektrifikácii majú v takých podmienkach aj neabsorbujúce prachové častice tendenciu získať prebytkový elektrický náboj, čím ich povrchová vrstva nadobúda ´metalické´ vlastnosti.“ Zároveň doplnil, 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). Ako objasnil výsledky výskumu M. Kocifaj: „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).“ 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. Ako dodal Miroslav Kocifaj z Ústavu stavebníctva a architektúry SAV: „Distribúciou vhodných častíc v prostredí medzi dvoma komunikačnými uzlami tak možno cielene rušiť vybrané frekvencie MW komunikačných liniek.“
Zdroj: SAV, zverejnené: 13. 9. 2021, autor: rpa
