Sét trông như hiện thân của năng lượng vô hạn — người ta vẫn hỏi “sao không thu điện từ sét mà dùng?”. Hãy làm điều ít ai làm với câu hỏi ấy: tính ra tiền.
Hoá đơn gây thất vọng
Cú sét mây–đất điển hình chuyển ~15 coulomb qua hiệu điện thế ~100 triệu vôn: E ≈ Q·V = 1,5 GJ ≈ 420 kWh — nhân giá điện sinh hoạt là cỡ một triệu đồng: chạy tủ lạnh nhà bạn một năm, đun được bốn nghìn ấm nước. Cả cơn dông trút vài chục cú sét xuống một vùng — tổng lại vẫn thua sản lượng một giờ của một nhà máy điện cỡ vừa. Sét không phải mỏ năng lượng; nó là màn trình diễn công suất: 1,5 GJ dồn trong ~30 micro-giây là 50 terawatt tức thời — gấp nhiều lần công suất tiêu thụ của toàn nhân loại, trong một sợi plasma nóng 30 000 K (nóng gấp năm lần bề mặt Mặt Trời) — chính cú nổ giãn khí quanh sợi ấy là tiếng sấm.
“Thu điện từ sét” vì thế vỡ mộng ba tầng: năng lượng ít (một triệu đồng mỗi cú), giao hàng trong micro-giây (không tụ điện nào nuốt kịp mà không nổ), và địa điểm giao ngẫu nhiên. Cột thu lôi khiêm tốn hơn và khôn hơn: không “hút” sét như đồn đại — nó chỉ đứng cao nhất, nhận thay rồi dẫn 30 000 ampe xuống đất qua dây đồng to, để dòng ấy không chọn đường qua tường nhà hay ống nước. Franklin không chống được trời; ông chỉ mở sẵn một đường điện trở thấp nhất cho trời đi.
Đếm giây đo kilômét
Con số phụ hữu ích nhất của sét nằm ở khoảng chờ giữa chớp và sấm: ánh sáng đến gần tức thời, âm thanh lê 343 m/s — mỗi 3 giây đếm được là 1 kilômét. Chớp-đến-sấm 6 giây: cú đánh cách 2 km. Quy tắc an toàn “30 giây” của khí tượng thế giới xây trên phép chia này: dưới 30 giây (10 km) là dông đã trong tầm với — sét có thể đánh xa mép mây cả chục kilômét, “trời quang trên đầu” không phải giấy miễn tội. Và tia sét cũng chỉ là người anh khổng lồ của cú giật tay nắm cửa: cùng ngưỡng đánh thủng không khí, chỉ khác nhau mười bậc đại lượng ở năng lượng.
Trường hợp biên: đứng cạnh nơi sét đánh còn nguy hơn bị đánh
Phần ít người biết nhất nằm ở mặt đất. 30 000 A đổ vào một điểm phải loang ra mọi hướng qua đất — vật liệu dẫn điện xoàng — tạo thang điện áp trên mặt đất: hai điểm cách nhau một sải chân có thể chênh hàng nghìn vôn trong khoảnh khắc ấy. Bò sát đứng bốn chân dạng rộng chết hàng đàn dưới gốc cây bị sét vì “điện áp bước” này — dòng chui chân trước, ra chân sau, xuyên qua tim. Người trú mưa cạnh gốc cây trúng đòn theo cùng cơ chế dù sét không hề chạm vào họ. Khuyến cáo chính thức nghe kỳ khôi mà đúng vật lý từng chữ: không nằm xoài, không đứng dạng chân — chụm hai bàn chân sát nhau, ngồi thấp: thu hẹp “hai đầu que đo” của bạn trên thang điện áp xuống gần không. Giữa cơn dông, hình học của đôi bàn chân là mạch điện — và bài cầu phân áp hôm nào bỗng thành kỹ năng sinh tồn.