據認為，世界各地的閃電每秒幾乎發生50次，但是對於這些能量驚人的閃光，我們仍有許多東西需要了解。一個特別長久的謎團是，為什麼閃電在天空中閃爍時呈現出”之”字形，澳大利亞的科學家們現在已經提出了一個解釋，將其歸結為電子和分子之間的碰撞，產生了一系列所謂的”台階”。

在過去五年左右的時間裡，我們看到研究人員對雷擊科學有了一些迷人的見解。這包括發現通過這些事件產生的伽馬射線可以在空氣中產生反物質，有證據表明它們的電磁場可以對活細胞產生保護作用，以及令人驚嘆的高速攝像機拍攝的閃電分支從雲中斷裂的畫面。

儘管我們對這些天氣事件的認識不斷提高，但雷擊的物理學和支撐這些事件的順序仍然不清楚。為什麼閃電會從雲層中發出，並沿著”之”字形的路徑落向地球，這個問題已經困擾了科學家半個世紀，但南澳大利亞大學的等離子體物理學家約翰-洛克博士現在提出了一個相對有說服力的解釋。

Lowke說：”有幾本關於閃電的教科書，但沒有一本解釋過人字形（稱為台階）是如何形成的，為什麼連接台階和雲層的導電柱仍然是黑暗的，以及閃電如何能夠穿越數公里。”

當閃電從雷雲中出現時，它以大約50米（164英尺）長的台階出現。這些台階在一秒鐘內閃亮，然後在另一秒鐘內變暗，然後再形成另一個台階，在同樣的微不足道的時間內閃亮。這些台階不斷重複，一個接一個，直到閃電到達地球，雖然肉眼基本看不到，但高速攝影已經使科學家們能夠記錄這種戲劇性的接力放電。

但是，為什麼這些步驟會以這樣的方式形成，當閃電沿途經歷了轉瞬即逝的黑暗時刻時，怎麼會有一個連續的電連接？在新發表的研究中，Lowke和他的同事Endre Szili將這一效應歸結為所謂的單子-德爾塔可轉移的氧分子。這些高能分子是在電子與氧分子碰撞時產生的，導致它們脫離並重新分配電場。

其結果是產生了一個導電柱，在”台階”向”地面”推進的過程中保持與雲層的連接，甚至在變暗時也是如此。這得益於氧分子的刺激，迫使它們進入”可轉移”狀態，當其數量足夠多時，這一現象可以使空氣導電。

Lowke在為《對話》雜誌撰寫的一篇附文中寫道：”因此，當足夠多的可轉移狀態被創造出來，以分離出大量的電子時，閃電步驟就會發生。在這個步驟的黑暗部分，可轉移狀態和電子的密度正在增加。在5000萬分之一秒之後，台階可以導電，台階頂端的電動勢增加到大約是雲的電動勢，並產生進一步的台階。”

根據科學家們的說法，對雷擊的更好理解可以帶來對建築物、飛機和人的更好防雷保護措施。由多面手本傑明-富蘭克林在1752年發明的避雷針仍然是我們在這方面的主要措施，其作用是吸引閃電並將其電荷接地。固定在建築物的頂部以保護結構不受損害，但更好地了解雷擊是如何形成的，就可以帶來保護建築環境的新工具。

Lowke博士說：”我們需要了解雷電是如何啟動的，這樣我們就能研究出如何更好地保護建築物、飛機、摩天大樓、寶貴的教堂和人們。”

這項研究發表在《物理學D雜誌》上。