Valgus on meie alandlikele surelikele alati aukartust ja saladust tekitanud. Iidsetel aegadel seostasid inimesed seda jumalatega, nagu Zeus ja Thor, Kreeka ja Põhjamaade panteonide isad. Kaasaegse teaduse ja meteoroloogia sünniga ei peeta valgustust enam jumalikuks provintsiks. See ei tähenda aga, et see müsteerium, mida see kannab, on pisut vähenenud.
Näiteks on teadlased leidnud, et välk leiab aset teiste planeetide atmosfäärides, näiteks gaasihiiglasel Jupiteril (vastavalt!) Ja põrgulikul Veenusel. Ja hiljuti Kyoto ülikoolist läbi viidud uuringu kohaselt interakteeruvad valgustusest põhjustatud gammakiired õhumolekulidega, tootes regulaarselt radioisotoope ja isegi positroone - elektronide antimateriaalset versiooni.
Hiljuti ilmus teadusajakirjas uuring pealkirjaga „Pikselöögist vallandatud tuumareaktsioonid“ Loodus. Uuringut juhtis Kyoto ülikooli Hakubi kõrgtehnoloogiliste uuringute keskuse teadur Teruaki Enoto ning uuringusse kaasati liikmed Tokyo ülikoolist, Hokkaido ülikoolist, Nagoya ülikoolist, RIKEN Nishina keskusest, MAXI meeskonnast ja Jaapani aatomienergiast. Agentuur.
Füüsikud on juba mõnda aega teadnud, et välktormid võivad tekitada väikese energiaga gammakiirte purskeid - nn maapealseid gammakiirgusvälke. Arvatakse, et need on staatiliste elektriväljade kiirendavad elektronid, mida atmosfäär seejärel aeglustab. Selle nähtuse avastasid esmakordselt kosmosepõhised vaatluskeskused ja on täheldatud kiirgust kuni 100 000 elektronvolti (100 MeV).
Kaasatud energiataset silmas pidades püüdis Jaapani uurimisrühm uurida, kuidas need gammakiirte pursked mõjutavad õhumolekule. Nagu projekti juhtinud Teruaki Enoto Kyoto ülikoolist selgitas Kyoto ülikooli pressiteates:
„Teadsime juba, et äike ja välk kiirgavad gammakiiri, ja püstitasime oletuse, et nad reageerivad mingil viisil atmosfääri keskkonnaelementide tuumadega. Talvel on Jaapani lääneranniku piirkond ideaalne võimsate välkude ja äikese vaatlemiseks. Nii alustasime 2015. aastal väikeste gammakiirgusetektorite seeria ehitamist ja paigutasime need rannikualade erinevatesse kohtadesse. ”
Kahjuks tekkis meeskonnal tee rahastamisprobleeme. Nagu Enoto selgitas, otsustasid nad pöörduda üldsuse poole ja algatasid oma töö rahastamiseks ühisrahastuskampaania. "Me asutasime ühisrahastuskampaania" akadeemikute "saidi kaudu," rääkis ta, "milles selgitasime oma teaduslikku meetodit ja projekti eesmärke. Tänu kõigi toetusele suutsime oma algsest rahastamiseesmärgist palju kaugemale jõuda. ”
Tänu kampaania õnnestumisele ehitas ja paigaldas meeskond osakeste detektorid üle Honshu looderanniku. 2017. aasta veebruaris paigaldasid nad veel neli detektorit naaberlinnast Niigata linnast mõnesaja meetri kaugusel asuvasse Kashiwazaki linna. Vahetult pärast detektorite paigaldamist toimus Niigatas välgulöök ja meeskond sai seda uurida.
Nad leidsid midagi täiesti uut ja ootamatut. Pärast andmete analüüsimist tuvastas meeskond kolm erinevat kestusega gamma-kiirguspurset. Esimene oli vähem kui millisekundit pikk, teine oli gammakiirguse järelhõõglamp, mille lagunemiseks kulus mitu millisekundi ja viimane oli pikendatud emissioon, mis kestis umbes minut. Nagu Enoto selgitas:
“Võiksime öelda, et esimene purunemine oli pikselöögist. Oma analüüsi ja arvutuste abil tegime lõpuks kindlaks ka teise ja kolmanda emissiooni päritolu. ”
Nad leidsid, et teise järelvalguse põhjustas välk reageerides atmosfääri lämmastikuga. Põhimõtteliselt on gammakiired võimelised põhjustama lämmastiku molekulide kaotust neutronist ja gammakiirguse järelhõõgutuse tekitas nende neutronite reabsorptsioon teiste atmosfääriosakeste poolt. Lõplik, pikaajaline emissioon oli ebastabiilsete lämmastikuaatomite lagunemise tulemus.
Just siin said asjad tõesti huvitavaks. Ebastabiilse lämmastiku lagunemisel vabastasid see positronid, mis põrkusid seejärel elektronidega, põhjustades mateeria ja antimaterjali hävitamise, mis eraldas rohkem gammakiiri. Nagu Enoto selgitas, näitas see esmakordselt, et antimaterjal on looduses tavaliste mehhanismide tõttu esinev.
"Meil on see idee, et antimaterjal on midagi, mis eksisteerib ainult ulmes," ütles ta. „Kes teadsid, et see võib tormisel päeval mööduda otse meie pea kohal? Ja me teame seda kõike tänu oma toetajatele, kes ühinesid meiega “akadeemiku” kaudu. Oleme kõigile südamest tänulikud. ”
Kui need tulemused on tõepoolest õiged, pole antimaterjal eriti haruldane aine, mida me arvame arvavat olevat. Lisaks võiks uuring pakkuda uusi võimalusi kõrge energiaga füüsika ja antimaterjalide uurimiseks. Kogu see uurimistöö võib samuti viia selle loomiseks uute või rafineeritud tehnikate väljatöötamiseni.
Vaadates tulevikku, loodab Enoto ja tema meeskond teha rohkem uuringuid, kasutades kümmet detektorit, mis neil veel Jaapani rannikul töötavad. Samuti loodavad nad ka edaspidi kaasata oma teadusuuringutesse avalikkuse - protsess, mis läheb kaugelt kaugemale ühisrahastusest ja hõlmab kodanikuteadlaste pingutusi andmete töötlemisel ja tõlgendamisel.
