Действует система обнаружения по следующему принципу. Когда заряженная частица космических лучей (протон или тяжёлое ядро атома) сталкивается с молекулой воздуха, это вызывает цепную реакцию, в которой миллионы заряженных частиц (в основном электронов) обрушиваются вниз к Земле. Антенны LOFAR обнаруживают радиоволны, которые испускаются этими заряженными частицами во время падения из-за взаимодействия сгеомагнитным полем.

С помощью центральной части LOFAR (установки, раскинувшейся в Нидерландах на площади в 6 квадратных километров и содержащей множество антенн) команда Фалке проводила свои измерения во время 762 гроз в период с июня 2011 года по сентябрь 2014-го.

В хорошую погоду исследователи наблюдали "упорядоченные структуры". Радиоволны попадали в детекторы, демонстрируя выровненную поляризацию, что соответствовало теоретическим моделям исследовательской группы. Однако рисунок поляризации менялся, когда появлялись тучи.

Внутри грозового облака генерируются интенсивные электрические поля, несущие отрицательные электрические заряды в нижнем слое, а положительные заряды – в верхнем. Молния является проводящим электричество каналом, который ненадолго открывается в атмосфере и частично восстанавливает баланс электрических зарядов, а также баланс между различными слоями облаков и между облаком и поверхностью Земли.

Однако учёные до сих пор так и не могут понять, что именно и каким образом вызывает разряд молнии. Электрические поля достаточно сильны, но только их недостаточно для преобразования воздуха от состояния электрического изолятора (не проводящего ток) к проводнику.

Некоторые специалисты полагают, что виной тому космические лучи. Вероятно, именно инструменты LOFAR помогут засечь космические лучи, приходящие одновременно с появлением молний.

Научная статья Фалке и коллег, объясняющая как это можно сделать, была опубликована в издании Physical Review Letters.