Направи дарение на училище!

Изследователите открили, че светкавиците предизвикват фотоядрени реакции в атмосферата, създаващи антиматерия.

Приближава буря: небето потъмнява и глухите тътени на гръмотевиците отекват откъм хоризонта. После без предупреждение… проблясък, присветване! Светкавицата е ударила.

Тази сцена, позната на всеки и повтаряща се непрекъснато по цялата планета, не е лишена от мистерия. Но сега тази мистерия се задълбочи с откритието, че светкавицата може да доведе до анихилацията на материята в антиматерия.

В съвместно изследване, публикувано се в Nature, изследователи от Япония описват как гама-лъчите от светкавицата взаимодействат с въздуха, произвеждайки радиозотопи и дори позитрони – еквивалентът-антиматерия на електроните.

Разбери повече за БГ Наука:

***

“Вече знаем, че гръмотевиците и светкавиците излъчват гама-лъчи и предположихме, че те ще реагират по някакъв начин с ядрата на останалите елементи в атмосферата”, обяснява Теруаки Еното (Teruaki Enoto) от Университета в Киото, ръководител на проекта.

“През зимата западната крайбрежна зона на Япония е идеална за наблюдение на силни светкавици и гръмотевични бури, така че през 2015 г. започнахме да изграждаме серия от малки детектори на гама-лъчи и ги поставихме на различни места покрай брега.”

Но тогава екипът се натъкнал на проблеми с финансирането. За да продължат своята работа и отчасти, за да достигнат възможно най-бързо до по-широка потенциално заинтересована аудитория, те се обърнали към интернет.

“Направихме кампания за набиране на средства през ‘академичния’ сайт”, продължава Еното, “в която обяснихме нашия научен метод и целите на проекта. Благодарение на подкрепата на всички успяхме да направим много повече, отколкото позволяваше първоначалното ни финансиране.”

Стимулиран от успеха си, екипът изградил още детектори и ги монтирал по северозападния бряг на Хоншу. И през февруари 2017 г. четири детектора, инсталирани в град Кашивазаки в префектура Ниигата, регистрирали голям пик на гама лъчение непосредствено след светкавица на няколкостотин метра оттам.

В този момент екипът осъзнал, че вижда една нова скрита страна на светкавицата.

Когато анализирали данните, учените открили три отделни избухвания на гама-лъчи. Първото било с продължителност по-малка от една милисекунда; второто се разпаднало след няколко десетки милисекунди; и накрая имало продължително излъчване, което траело около минута.

Еното обяснява: “Бихме могли да кажем, че първият взрив беше от мълния. Чрез нашите анализи и изчисления в крайна сметка определихме и произхода на второто и третото излъчване.”

Второто, например, се дължало на реакцията на мълнията с азота в атмосферата. Гама-лъчите, излъчени от светкавиците, имат достатъчно енергия да изхвърлят неутрон от атмосферния азот и това наблюдение било причинено именно от реабсорбцията на този неутрон от частиците в атмосферата.

Последното продължително излъчване било от разпадането на сега отслабения неутрон и нестабилните азотни атоми. Тези освободени позитрони, които впоследствие се сблъскват с неутроните в анихилиращо взаимодействие, излъчват гама-лъчите.

“Ние си представяме, че антиматерията е нещо, което съществува само в научната фантастика. Кой можеше да знае какво ще се случи над главите ни в един бурен ден?”, казва Еното. “И всичко това научихме благодарение на нашите поддръжници, които се присъединиха към нас чрез академичния сайт. Наистина сме благодарни на всички.”

Екипът все още поддържа над десет детектора по крайбрежието на Япония и непрекъснато събира данни. Учените гледат напред към новите открития, които може би ги очакват, а Еното се надява да продължи да вижда участието на обикновените граждани в научни изследвания, разширявайки границите на научното откритие.

Материалите са предоставени от Kyoto University.

Превод: Елена Страхилова

Източник: Science Daily

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!