Осветлението винаги е било източник на страхопочитание и мистерия за нискосмъртните. В древността хората го свързвали с богове като Зевс и Тор, бащите на гръцките и норвежки пантеони. С раждането на съвременната наука и метеорология осветлението вече не се счита за провинция на божественото. Това обаче не означава, че чувството за мистерия, което носи, е намалило един бит.
Например, учените са открили, че светкавиците се появяват в атмосферите на други планети, като газовия гигант Юпитер (подходящо!) И адския свят на Венера. И според скорошно проучване от университета в Киото, гама-лъчите, причинени от осветлението, взаимодействат с молекулите на въздуха, редовно произвеждайки радиоизотопи и дори позитрони - антиматериалната версия на електрони.
Изследването, озаглавено „Фотонуклеарни реакции, предизвикани от разряд на мълнии“, наскоро се появи в научното списание природа, Изследването беше ръководено от Теруаки Еното, изследовател от Центъра за напреднали изследвания в Хакуби към университета в Киото, и включваше членове от Токиоския университет, Университета Хокайдо, Университета Нагоя, Центъра RIKEN Nishina, екипа на MAXI и японската атомна енергия агенция.
От известно време физиците са били наясно, че малки бури от високоенергийни гама-лъчи могат да бъдат произведени от гръмотевични бури - това, което е известно като "земни гама-светкавици". Смята се, че те са резултат от статични електрически полета, ускоряващи електроните, които след това се забавят от атмосферата. Това явление е открито за първи път от космически обсерватории и са наблюдавани лъчи до 100 000 волта (100 MeV).
Предвид включените нива на енергия, японският изследователски екип се опита да проучи как тези изблици на гама лъчи взаимодействат с молекулите на въздуха. Както обясни Teruaki Enoto от университета в Киото, който ръководи проекта, в съобщение за съобщението на университета в Киото:
„Вече знаехме, че гръмотевичните вълни и светкавиците излъчват гама лъчи и предположихме, че те ще реагират по някакъв начин с ядрата на екологичните елементи в атмосферата. През зимата западната крайбрежна зона на Япония е идеална за наблюдение на мощни светкавици и гръмотевични бури. Така през 2015 г. започнахме да изграждаме серия от малки гама-детектори и ги поставяхме на различни места по крайбрежието. “
За съжаление екипът се сблъска с проблеми с финансирането. Както Еното обясни, те решиха да достигнат до широката публика и създадоха кампания за набиране на средства, за да финансират работата си. „Ние създадохме кампания за краудфандинг чрез сайта„ академик “- каза той,„ в която обяснихме нашия научен метод и целите на проекта. Благодарение на подкрепата на всички успяхме да постигнем много повече от първоначалната ни цел за финансиране. "
Благодарение на успеха на кампанията си, екипът изгради и монтира детектори за частици през северозападния бряг на Хоншу. През февруари 2017 г. те инсталираха още четири детектора в град Кашивазаки, който е на няколкостотин метра от съседния град Нигата. Веднага след монтирането на детекторите, в Ниигата е извършен удар от мълния и екипът успя да го проучи.
Това, което намериха, беше нещо съвсем ново и неочаквано. След анализиране на данните, екипът откри три различни изблици на гама-лъчи с различна продължителност. Първият беше дълъг по-малко от милисекунда, вторият беше гама-лъчи след отслабване, което отне няколко милисекунди, а последното беше продължително излъчване, продължило около една минута. Както обясни Еното:
„Можем да кажем, че първото избухване беше от удара на мълния. Чрез нашия анализ и изчисления в крайна сметка определихме и произхода на втората и третата емисии. "
Те определиха, че вторият следсвет е причинен от мълнията, която реагира с азот в атмосферата. По същество гама-лъчите са способни да причинят азотните молекули да загубят неутрон и именно реабсорбцията на тези неутрони от други атмосферни частици произвежда гама-лъчите след светене. Крайната, продължителна емисия е резултат от разграждането на нестабилни азотни атоми.
Именно тук нещата наистина станаха интересни. Тъй като нестабилният азот се разпада, той освобождава позитрони, които след това се сблъскват с електрони, причинявайки унищожаване на материята и антиматерията, които отделят повече гама лъчи. Както обясни Еното, това за пръв път показа, че антиматерията е нещо, което може да се появи в природата поради общи механизми.
„Имаме идеята, че антиматерията е нещо, което съществува само в научната фантастика“, каза той. „Кой знаеше, че може да мине точно над главите ни в бурен ден? И ние знаем всичко това благодарение на нашите привърженици, които се присъединиха към нас чрез „академик“. Наистина сме благодарни на всички. "
Ако тези резултати наистина са правилни, антиматерията не е изключително рядкото вещество, за което сме склонни да смятаме, че е. В допълнение, проучването може да представи нови възможности за високоенергийна физика и антиматериални изследвания. Всички тези изследвания биха могли също да доведат до разработването на нови или усъвършенствани техники за създаването му.
Гледайки напред, Еното и неговият екип се надяват да проведат повече изследвания, използвайки десетте детектора, които все още работят по крайбрежието на Япония. Те също така се надяват да продължат да включват обществеността в своите изследвания, процес, който надхвърля многократното финансиране и включва усилията на гражданските учени да подпомогнат обработката и интерпретирането на данните.
