Cavità ideale e cavità reale dissipativa – lo spostamento delle frequenze

La differenza chiave tra teoria e misura sta nelle perdite. Una cavità ideale (conduttori perfetti) dà modi ≈ 10,6; 18,4; 26,0; 33,5; 41,1 Hz. La cavità reale ha una ionosfera con conduttività finita e variabile con la quota, per cui l'energia elettromagnetica penetra in parte nel limite superiore e lì si disperde. Queste perdite «ingrandiscono» di fatto la cavità e abbassano le frequenze di risonanza di circa il 20–25 %.

Il risultato sono le frequenze osservate di circa 7,83; 14,3; 20,8; 27,3; 33,8 Hz per i primi cinque modi Sentman 1995Nickolaenko Hayakawa 2002. Lo spostamento dall'ideale alla realtà è dunque sostanziale: non è una correzione del secondo ordine, ma l'effetto dominante che distingue la reale risonanza planetaria dal calcolo da manuale.

Dal punto di vista fisico, lo spostamento si descrive introducendo una costante d'onda complessa: frequenza e attenuazione derivano da una soluzione complessa, in cui la parte reale determina la posizione della riga e la parte immaginaria la sua larghezza (vedi #19, #23). I valori concreti variano inoltre con l'ora del giorno, l'attività solare e lo stato della ionosfera.