Как возникают атомные грибы?

Все начинается со взрыва, образующего пирокумулятивное облако. Этот шар горячих газов начинает расширяться во всех направлениях. Так как он горячее, а значит менее плотный, чем окружающий воздух, он начинает ползти вверх. В случае с ядерными взрывами это происходит очень быстро. В итоге получается грибная шляпка.

Во время подъема горячий шар оставляет за собой нагретый воздух, создавая эффект дымохода, где дым и газ стараются как бы выйти из трубы. Конвекция в действии! Так получается ножка гриба.

Ощущение того, что шляпка как бы вращается вокруг ножки, создается за счет различий в температуре в центре клуба дыма и на его внешней стороне. В центре температура выше, поэтому воздух поднимается быстрее, внешние слои «ползут» медленнее и участвуют в конвекции.

В случае с атомной бомбой ускорение и горячие газы вызваны взрывом.

Может показаться, что для создания атомного гриба вовсе не обязательно использовать атомную бомбу. Необходимо просто достаточное количество энергии, возникающей относительно быстро (в нашем случае, взрыв), которая создает карман из вещества другой плотности (в нашем случае, нагретые газы).

Но явление Релея-Тейлора может быть подкреплено и другими примерами: магнитными полями планет, высотным струйным течением, управляющим климатом нашей планеты и так далее.

Вы замечали, что помимо гриба, ядерный взрыв образует кольцо облака вокруг шляпки? Оно возникает, когда отрицательная фаза действия ударной взрывной волны (сразу после волны сжатых газов) создает низкую область давления. Это приводит к понижению температуры, что в сочетании с низким давлением и формирует это временное облако, называемое «облаком Вильсона». Оно было названо в честь шотландского физика Чарльза Вильсона, он изобрел камеру, с помощью которой можно было исследовать радиацию.