Osvetlenie bolo pre nás slaboch smrteľníkov vždy zdrojom úcty a tajomstva. V staroveku to ľudia spájali s Bohmi ako Zeus a Thor, otcami gréckych a nórskych panteónov. Po narodení modernej vedy a meteorológie sa osvetlenie už nepovažuje za provinciu božského. To však neznamená, že zmysel tajomstva, ktorý so sebou nesie, sa o kúsok znížil.
Napríklad vedci zistili, že blesky sa vyskytujú v atmosfére iných planét, ako je plynový gigant Jupiter (primerane!) A pekelný svet Venuše. Podľa nedávnej štúdie z Kjótskej univerzity gama lúče spôsobené osvetlením interagujú s molekulami vzduchu, pravidelne produkujú rádioizotopy a dokonca aj pozitróny - antihmotovú verziu elektrónov.
Štúdia s názvom „Fotonukleárne reakcie spúšťané výbojom blesku“ sa nedávno objavila vo vedeckom časopise príroda, Túto štúdiu viedol Teruaki Enoto, výskumný pracovník z Hakubiho centra pre pokročilý výskum na Kjótskej univerzite, a zahrnovali členov z Tokijskej univerzity, univerzity Hokkaido, univerzity Nagoya, centra RIKEN Nishina, tímu MAXI a japonskej atómovej energie. Agency.
Fyzici si už nejaký čas uvedomujú, že bleskové búrky môžu spôsobovať malé výbuchy vysokoenergetických gama lúčov, ktoré sa nazývajú „pozemské gama záblesky“. Verí sa, že sú výsledkom statických elektrónových polí urýchľujúcich elektróny, ktoré sú potom atmosférou spomalené. Tento jav bol prvýkrát objavený vesmírnymi observatóriami a boli pozorované lúče až 100 000 elektrónov (100 MeV).
Vzhľadom na príslušné úrovne energie sa japonský výskumný tím snažil preskúmať, ako tieto výbuchy gama lúčov interagujú s molekulami vzduchu. Ako uviedol Teruaki Enoto z kjótskej univerzity, ktorý projekt vedie, v tlačovej správe kjótskej univerzity vysvetlil:
„Už sme vedeli, že búrky a blesky vyžarujú lúče gama a predpokladali sme, že nejakým spôsobom reagujú s jadrom environmentálnych prvkov v atmosfére. V zime je západná pobrežná oblasť Japonska ideálna na pozorovanie silných bleskov a búrok. V roku 2015 sme teda začali budovať sériu malých detektorov gama žiarenia a umiestnili sme ich na rôzne miesta pozdĺž pobrežia. “
Tím bohužiaľ narazil na problémy s financovaním. Ako vysvetlil Enoto, rozhodli sa osloviť širokú verejnosť a založili kampaň crowdfundingu na financovanie svojej práce. „Zriadili sme kampaň crowdfundingu prostredníctvom stránky„ akademik “, povedal,„ v ktorej sme vysvetlili našu vedeckú metódu a ciele projektu. Vďaka podpore všetkých sme dokázali dosiahnuť oveľa viac, ako je náš pôvodný cieľ financovania. “
Vďaka úspechu ich kampane tím vybudoval a nainštaloval detektory častíc na severozápadnom pobreží Honšú. Vo februári 2017 nainštalovali ďalšie štyri detektory v meste Kashiwazaki, ktoré je pár stoviek metrov od susedného mesta Niigata. Ihneď po inštalácii detektorov došlo v Niigate k úderu blesku a tím ho mohol študovať.
Zistili, že je niečo úplne nové a neočakávané. Po analýze údajov tím zistil tri rôzne záblesky gama žiarenia rôznej doby. Prvá bola kratšia ako milisekundy, druhá bola dosvit gama žiarenia, ktorého rozpad trvalo niekoľko milisekúnd, a posledná bola predĺžená emisia trvajúca asi jednu minútu. Ako Enoto vysvetlil:
"Dalo by sa povedať, že prvý výbuch bol od úderu blesku." Prostredníctvom našej analýzy a výpočtov sme nakoniec určili aj pôvod druhej a tretej emisie. “
Stanovili, že druhý dosvit bol spôsobený bleskom reagujúcim s dusíkom v atmosfére. Gama lúče sú v podstate schopné spôsobiť stratu neutrónov molekulami dusíka, a to bola reabsorpcia týchto neutrónov inými atmosférickými časticami, ktorá produkovala dosvit gama žiarenia. Konečná, predĺžená emisia bola výsledkom rozpadu nestabilných atómov dusíka.
To bolo to, čo sa naozaj stalo zaujímavým. Keď sa nestabilný dusík zrútil, uvoľnil pozitróny, ktoré sa potom zrazili s elektrónmi, čo spôsobilo zničenie hmoty a antihmoty, ktoré uvoľnilo viac lúčov gama. Ako vysvetlil Enoto, preukázalo to prvýkrát, že antihmota je niečo, čo sa môže v prírode vyskytnúť vďaka spoločným mechanizmom.
"Máme predstavu, že antihmota je niečo, čo existuje iba v sci-fi," uviedol. "Kto vedel, že za búrlivého dňa to môže prechádzať priamo nad našimi hlavami?" A to všetko vieme vďaka našim podporovateľom, ktorí sa k nám pripojili prostredníctvom „akademika“. Sme skutočne vďační všetkým. ““
Ak sú tieto výsledky skutočne správne, antihmota nie je mimoriadne zriedkavou látkou, o ktorej si myslíme, že je. Štúdia by okrem toho mohla predstavovať nové príležitosti pre vysokoenergetickú fyziku a výskum antihmoty. Celý tento výskum by mohol viesť aj k vývoju nových alebo zdokonalených techník na jeho vytvorenie.
Pri pohľade do budúcnosti dúfa, že Enoto a jeho tím vykonajú ďalší výskum pomocou desiatich detektorov, ktoré stále pôsobia pozdĺž japonského pobrežia. Dúfajú tiež, že do svojho výskumu budú naďalej zapájať verejnosť, čo je proces, ktorý ďaleko presahuje crowdfunding a zahŕňa úsilie občianskych vedcov o pomoc pri spracovaní a interpretácii údajov.
