Razsvetljava je bila od nekdaj smrtno nevarna in skrivnostna za nas smrtnike. V starih časih so ga ljudje povezovali z bogovi, kot sta Zevs in Thor, očeta grških in norveških panteonov. Z rojstvom sodobne znanosti in meteorologije razsvetljava ne velja več za provinco božanskega. Vendar to ne pomeni, da je občutek skrivnosti, ki ga nosi, zmanjšal en košček.
Znanstveniki so na primer ugotovili, da se strele pojavljajo v atmosferi drugih planetov, kot sta plinski velikan Jupiter (primerno!) In peklenski svet Venere. Glede na nedavno raziskavo z univerze v Kjotu gama žarki, ki jih povzroča razsvetljava, medsebojno delujejo z molekulami zraka, redno proizvajajo radioizotope in celo pozitrone - različico antimaterije v obliki elektronov.
Študija z naslovom "Fotonuklearne reakcije, ki jo sproži razelektritev strele" se je nedavno pojavila v znanstveni reviji Narava. Študijo je vodil Teruaki Enoto, raziskovalec Hakubi centra za napredne raziskave na kjotski univerzi, vključevali pa so člane iz tokijske univerze, univerze Hokkaido, univerze Nagoya, centra RIKEN Nishina, ekipe MAXI in japonske Atomske energije Agencija.
Fiziki že nekaj časa vemo, da lahko nevihte nevihte povzročijo majhne sunke visokoenergijskih gama žarkov - ti zemeljski gama-žarki. Verjamejo, da so posledica statičnih električnih polj, ki pospešujejo elektrone, ki jih atmosfera nato upočasni. Ta pojav so najprej odkrili vesoljski opazovalci, opazili pa so tudi žarke do 100.000 voltov (100 MeV).
Japonska raziskovalna skupina je glede na vključeno raven energije poskušala preučiti, kako ti razpoki gama žarkov vplivajo na molekule zraka. Kot je v sporočilu za javnost kjotske univerze pojasnil Teruaki Enoto iz kjotske univerze, ki vodi projekt:
"Že vedeli smo, da gromovi in strele oddajajo gama žarke in domnevali smo, da bodo na nek način reagirali z jedri okoljskih elementov v atmosferi. Pozimi je japonsko zahodno obalno območje idealno za opazovanje močne strele in nevihte. Tako smo leta 2015 začeli graditi vrsto majhnih gama-detektorjev in jih postavili na različne lokacije ob obali. "
Na žalost je ekipa na poti naletela na težave s financiranjem. Kot je pojasnil Enoto, so se odločili, da bodo stopili v stik s širšo javnostjo in ustanovili kampanjo množičnega financiranja, da bi financirali njihovo delo. "Vzpostavili smo množično financiranje preko mesta akademika," je dejal, "v katerem smo razložili našo znanstveno metodo in cilje projekta. Zahvaljujoč podpori vsem nam je uspelo doseči veliko več kot naš prvotni cilj financiranja. "
Zahvaljujoč uspehu njihove kampanje je ekipa zgradila in namestila detektorje delcev čez severozahodno obalo Honshuja. Februarja 2017 so v mestu Kashiwazaki, ki je oddaljeno nekaj sto metrov od sosednjega mesta Niigata, postavili še štiri detektorje. Takoj po namestitvi detektorjev se je v Niigati zgodil udarec strele in ekipa jo je lahko preučila.
Našli so nekaj povsem novega in nepričakovanega. Po analizi podatkov je ekipa odkrila tri različne razpoke gama žarkov z različnim trajanjem. Prva je bila dolga manj kot milisekundo, druga je bila gama-žarek, ki je trajala nekaj milisekund, zadnja pa je bila dolgotrajna emisija, ki je trajala približno eno minuto. Kot je pojasnil Enoto:
"Lahko bi rekli, da je bil prvi strelec udar strele. S svojo analizo in izračuni smo na koncu določili tudi izvor druge in tretje emisije. "
Ugotovili so, da je bil drugi odsev posledica strele, ki reagira z dušikom v atmosferi. V bistvu gama žarki lahko povzročijo, da molekule dušika izgubijo nevtrone, in reabsorbcija teh nevtronov z drugimi atmosferskimi delci je povzročila naknadni žarek gama-žarkov. Končna, dolgotrajna emisija je bila posledica razpada nestabilnih dušikovih atomov.
Tu so stvari res postale zanimive. Ko se je nestabilni dušik razgrajeval, je sproščal pozitrone, ki so nato trčili v elektrone, kar je povzročilo uničevanje snovi proti krčmi snovi, ki sproščajo več gama žarkov. Kot je pojasnil Enoto, je to prvič pokazalo, da je antimaterija nekaj, kar se lahko pojavi v naravi zaradi skupnih mehanizmov.
"Imamo to idejo, da je antimaterija nekaj, kar obstaja samo v znanstveni fantastiki," je dejal. „Kdo je vedel, da lahko nevihtni dan mine nad našimi glavami? In vse to vemo po zaslugi naših podpornikov, ki so se nam pridružili prek akademika. Vsem smo resnično hvaležni. "
Če so ti rezultati res pravilni, potem antimaterija ni izredno redka snov, za katero smo navadno mnenja, da je. Poleg tega bi študija lahko predstavila nove možnosti za visokoenergetsko fiziko in antimaterijsko raziskovanje. Vse te raziskave bi lahko privedle tudi do razvoja novih ali izpopolnjenih tehnik za njihovo ustvarjanje.
Enoto in njegova ekipa upajo, da bodo izvedli več raziskav z uporabo desetih detektorjev, ki jih še vedno delujejo ob japonski obali. Prav tako upajo, da bodo javnost še naprej vključevali v svoje raziskave, postopek, ki presega množično financiranje in vključuje prizadevanja državljanskih znanstvenikov za pomoč pri obdelavi in interpretaciji podatkov.
