Kas ir Lihtenbergas figūra?

Mūsdienu plazmas fizikas zinātne ir balstīta uz pamatprincipiem, kas saistīti ar sazarotu elektrisko izlādi, piemēram, Lihtenberga figūru. Fraktāļi jeb enerģijas elektriskā koksne, kas rodas, veidojoties Lihtenberga figūrai, ir saistīta ar dielektriķu fizikālajām īpašībām. Dielektriķi ir pētījums par elektrisko sadalījumu, kad augstsprieguma strāvas tiek izvadītas caur izolatoru vai vielu, kas var uzturēt elektrisko lauku ar nelielu jaudas zudumu.

Kserogrāfija jeb process, ko izmanto fotokopēšanas iekārtas, arī balstās uz elektrostatiskās izlādes principiem, kas pirmo reizi atklāti Lihtenberga attēlā. Viens no unikālajiem aspektiem Georga Lihtenberga darbā ar šīm figūrām bija tas, ka viņš atklāja, ka pozitīvajiem un negatīvajiem lādiņiem ir ļoti dažādi modeļi. Pozitīvi lādēta figūra mēdz būt stipri sazarota un daudzslāņaina, savukārt negatīvi lādēta figūra vairāk līdzinās izplešanās riņķveida viļņu modelim, ko redz, iemetot akmeni dīķī. Fotokopēšanas tehnoloģija balstās uz pozitīvo un negatīvo lādiņu atšķirību, lai pārsūtītu attēlus uz papīru.

Sākotnēji Georgs Lihtenbergs figūras ģenerēšanai izmantoja līdzekļus, piemēram, sveķu vai stikla izolatorus, kas pārklāti ar plānu sēra vai svina tetroksīda pulverveida vadītāju slāni. Šie pirmie displeji ir pazīstami kā Lihtenbergas putekļu figūriņas. Pulvera pārklājumā parādījās virsmas lādiņi, kas atšķiras no tā, ko var redzēt, kad dzelzs vīles magnētiskā lauka klātbūtnē sakārtojas paraugā. Lihtenberga figūra vairāk līdzinājās dabiskam zibens modelim ar vienmērīgāku enerģijas izlādi no apļveida centra, kas sazarojas uz āru.

Tā kā Lihtenbergas figūras īpašību izpēte turpinājās 19. un 20. gadsimtā, vēlāk tika izmantoti tādi līdzekļi kā fotofilma un jonizētas gāzes, lai parādītu sazarotās elektriskās izlādes. Pašreizējā metode Lihtenberga figūras ģenerēšanai ir izmantot akrila plastmasas blokus kā izolatorus, caur kuriem no lineārā paātrinātāja tiek nodots ļoti augsts spriegums 150 kilovatu diapazonā. Šis process ģenerē līdz 5 miljoniem elektronu voltu (MeV) elektronu starus, kas spēj iekļūt akrila pamatnē līdz aptuveni 1,27 cm, pirms tiek apturēti. Pagriežot akrila bloku vai uzlādējot vairākus reģionus, var izveidot sarežģītu trīsdimensiju figūru. Lihtenberga figūru pētījumiem var būt daudz praktisku pielietojumu medicīnā, elektronikā un citur, un tie ir arī blakusefekts kodolsintēzes pētījumiem Sandijas Nacionālās laboratorijas Z objektā Ņūmeksikā, Amerikas Savienotajās Valstīs.