A világítás mindig is félelmet és rejtélyforrást jelentett nekünk, alacsonyan élő halandóknak. Az ókorban az emberek olyan istenekkel társították, mint Zeusz és Thor, a görög és a norvég panteonok atyái. A modern tudomány és a meteorológia születésével a világítást már nem tekintik az isteni tartománynak. Ez azonban nem azt jelenti, hogy a rejtély érzése egy kicsit csökkent.
Például a tudósok úgy találták, hogy villámlás fordul elő más bolygók légkörében, például a Jupiter gáz óriásban (megfelelően!) És a Vénusz pokolos világában. És a Kyoto University egy nemrégiben készült tanulmánya szerint a megvilágítás által okozott gamma-sugarak kölcsönhatásba lépnek a levegő molekuláival, rendszeresen előállítva radioizotópokat és akár pozitronokat - az elektronok antimatikus változatát.
A „Villámkisülés által kiváltott fotonukleáris reakciók” című tanulmány nemrégiben jelent meg a tudományos folyóiratban Természet. A vizsgálatot Teruaki Enoto vezette, a kiotói egyetem Hakubi fejlett kutatási központjának kutatója, és tagjai voltak a Tokiói Egyetemen, a Hokkaido Egyetemen, a Nagoya Egyetemen, a RIKEN Nishina Központban, a MAXI csapatban és a japán atomenergia területén. Ügynökség.
A fizikusok egy ideje tisztában vannak azzal, hogy a nagy energiájú gammasugarakat kis villámlás okozhatja villámlások által - az úgynevezett „földi gamma-sugárzás”. Úgy gondolják, hogy azok statikus elektromos mezők eredményeként gyorsító elektronokat eredményeznek, amelyeket azután a légkör lelassít. Ezt a jelenséget először fedezték fel az űrben működő obszervatóriumok, és akár 100 000 elektronvolt (100 MeV) sugárzást figyeltek meg.
Tekintettel az érintett energiaszintekre, a japán kutatócsoport megvizsgálta, hogyan hatnak ezek a gamma-sugarak kitörése a légmolekulákkal. Ahogyan a projektet vezető Teruaki Enoto a kiotói egyetemből, a kiotói egyetem sajtóközleményében kifejtette:
„Már tudtuk, hogy a mennydörgés és a villám gammasugarakat bocsát ki, és feltételeztük, hogy valamilyen módon reagálni fognak a légkörben levő környezeti elemek atommagjaira. Télen Japán nyugati partvidéke ideális az erős villámlás és zivatar megfigyelésére. Tehát 2015-ben megkezdtük a kis gamma-sugárzás-érzékelők sorozatának felépítését, és a part menti különféle helyekre helyeztük őket. ”
Sajnos a csapat finanszírozási problémákba ütközött az út során. Mint Enoto elmondta, úgy döntöttek, hogy felveszik a kapcsolatot a nagyközönséggel, és tömegfinanszírozási kampányt indítottak munkájuk finanszírozására. „Tömegfinanszírozási kampányt indítottunk az„ akadémikusok ”webhelyen keresztül - mondta -, amelyben elmagyarázta tudományos módszerünket és a projekt céljait. Mindenki támogatásának köszönhetően messze többet tudtunk elérni, mint az eredeti finanszírozási célunk. ”
Kampányuk sikerének köszönhetően a csapat részecskedetektorokat épített és telepített Honshu északnyugati partján. 2017 februárjában további négy érzékelőt telepítettek Kashiwazaki városába, amely néhány száz méterre található a szomszédos Niigata városától. Közvetlenül az érzékelők beszerelése után villámcsapás történt Niigata városában, és a csapat meg tudta tanulmányozni.
Azt találták, hogy valami teljesen új és váratlan. Az adatok elemzése után a csoport három különböző, eltérő időtartamú gamma-sugárzás-sorozatot fedezett fel. Az első kevesebb, mint egy milliszekundum hosszú volt, a második a gamma sugárzás utáni fény volt, amely több milliszekundumot elbomlott, és az utolsó egy hosszabb, kb. Egy percig tartó sugárzás volt. Amint Enoto elmondta:
„Megmondhatjuk, hogy az első robbanás a villámcsapásból származott. Elemzéseinkkel és számításaival végül meghatároztuk a második és a harmadik kibocsátás eredetét is. ”
Megállapították, hogy a második utánvilágítást a villám okozta, amely a atmoszférában nitrogénnel reagál. Alapvetően a gammasugarak képesek arra, hogy a nitrogénmolekulák elveszítsék a neutronot, és ezeket a neutronokat más atmoszférikus részecskék reabszorpciója okozta a gamma-sugár utánvilágításkor. A végső, elhúzódó kibocsátás az instabil nitrogénatomok lebontásának eredménye.
Itt voltak a dolgok igazán érdekes. Ahogy az instabil nitrogén lebontott, pozitronokat enged fel, amelyek az elektronokkal ütköztek, és az anyag-antianyag megsemmisülést okoztak, ami több gamma-sugarat bocsátott ki. Amint Enoto kifejtette, ez először bizonyította, hogy az antianyag a természetben előfordulhat a közös mechanizmusok miatt.
"Arra gondolunk, hogy az antianyag olyan, ami csak a tudományos fantastikában létezik" - mondta. - Ki tudta, hogy egy viharos napon közvetlenül a fejünk felett haladhatunk? És mindezt tudjuk támogatóinknak köszönhetően, akik csatlakoztak hozzánk az „akadémikus” útján. Nagyon hálásak vagyunk mindenkinek. ”
Ha ezek az eredmények valóban helytállóak, akkor az antianyag nem olyan rendkívül ritka anyag, amire gondolunk. Ezenkívül a tanulmány új lehetőségeket nyithat meg a nagy energiájú fizika és az antianyag-kutatások területén. Mindez a kutatás új vagy kifinomult technikák kifejlesztéséhez is vezethet.
A jövőre nézve Enoto és csapata azt reméli, hogy további kutatásokat végez a tíz detektor segítségével, amelyek még mindig működnek Japán partjainál. Azt is remélik, hogy továbbra is bevonják a közvéleményt kutatásaikba, ez egy olyan folyamat, amely messze túlmutat a tömegfinanszírozáson, és magában foglalja a polgári tudósok erőfeszítéseit az adatok feldolgozásában és értelmezésében.
