Колишній співробітник SpaceX створить швидкісні дороги для великих міст
29 Листопада , 2017
Створені штучні м’язи, здатні підняти вагу, яка в 1000 раз перевищує їх власну
29 Листопада , 2017

Вчені підтвердили, що грозові розряди є природними “ядерними міні-реакторами”, що виробляють антиматерію

Грозові розряди, блискавки, є одним з видів найбільш високоенергетичних явищ на Землі, і, насправді, вони являють собою щось більше, ніж просто яскравий спалах світла і гуркіт грому. Розряди блискавок, як це вже давно відомо, є джерелом спалахів гамма-променів, і нещодавно група дослідників з Японії з’ясувала, що ці гамма-спалахи є, в свою чергу, ініціатором фотоядерних реакцій в атмосфері, в результаті яких виробляється антиматерія, яка одразу анігілює при контакті зі звичайною матерією.

Гамма-спалахи від грозових розрядів були зареєстровані вперше в 1992 році за допомогою гамма-обсерваторії НАСА Compton Gamma-ray Observatory. З того часу ці спалахи, що отримали назву Terrestrial Gamma-ray Flashes (TGF), пильно вивчали, і лише недавно дослідникам з університету Кіото вдалось знайти пояснення деяких особливостей сигналів від цих спалахів.
“Ми вже давно знаємо, що грозові розряди випускають гамма-промені. На підставі цього була висунута гіпотеза, що ці гамма-промені будуть провокувати ядерні реакції, в яких беруть участь атоми деяких елементів земної атмосфери”, – розповідає Теруекі Еното (Teruaki Enoto), провідний дослідник, – “Зона західного узбережжя Японії в зимовий період є ідеальним місцем для проведення спостережень за сильними грозами і блискавками. У 2015 році ми почали установку на узбережжі мережі мініатюрних гамма-датчиків, а зараз дані, зібрані цими датчиками, дозволили нам розкрити деякі з таємниць грозових розрядів”.
Під час грози, що вирувала 6 лютого цього року, гамма-датчики зібрали досить незвичайний набір даних. Чотири датчики, встановлені поруч з містом Касівадзакі, зареєстрували сильний гамма-сплеск відразу ж після близького удару блискавки. Але коли вчені провели ретельний аналіз даних, вони виявили те, що насправді один сплеск складається з трьох почергових сплесків різної тривалості.
Ланцюг фотоядерних реакцій
Перший, найкоротший сплеск, який тривав менше мілісекунди, є породженням грозового розряду. Але наступні два сплески становлять для вчених більший інтерес, адже вони є наслідком фотоядерних реакцій, що відбуваються тоді, коли гамма-промені першого сплеску вибивають нейтрони з атомів атмосферного азоту. Вибиті вільні нейтрони поглинаються іншими атомами, що призводить до виникнення сяйва в гамма-діапазоні, яке триває кілька десятків мілісекунд.
Тривалість останнього, третього гамма-сплеску, становить вже близько однієї хвилини, і причина його появи ще більш екзотична, ніж причина появи другого сплеску. Атоми азоту, що втратили нейтрони, стають нестійкими і розпадаються, випускаючи в простір позитрони, які є побічним продуктом реакції розщеплення. Позитрони є антиподами електронів з боку антиматерії, і коли вони стикаються з нормальними електронами, вони анігілюють, взаємно знищуючи один одного. І такий процес “суїциду” позитронів-електронів також супроводжується спалахами гамма-променів.
Незабаром японські вчені планують встановити певну кількість додаткових гамма-датчиків, які, разом з 10 вже наявними, дозволять зібрати більше даних і вивчити описані вище явища ще ретельніше. “Багато хто з людей вважає, що антиматерія – це щось, що існує тільки в фантастиці” – розповідає Теруекі Еното, – “Але ми стверджуємо, що процес появи і самознищення антиматерії є для Землі звичайною справою. В деяких регіонах такі явища відбуваються раз за разом мало не кожен день”.

Джерело

LEU
LEU

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: