天文学要闻雷雨中竟隐藏反物质的秘密闪电之外还有它的踪迹
在乌云密布、电闪雷鸣的景象中,科学家们发现了一个惊人的秘密:闪电不仅能释放出强大的电力,还可能产生反物质。日本学者最近的一项研究揭示了这一现象,他们利用伽马射线探测器监测到雷雨云中的闪电过程能够释放出伽马射线,这些伽马射线与空气发生反应,形成了放射性同位素和正电子——电子的反物质。这一研究成果已被刊登在《自然》杂志上。
负责该项目的京都大学科学家Teruaki Enoto表示,他们选择日本西部沿海地区作为研究地点,因为那里冬季的天气条件适合观测强烈的雷暴和雷电。他们建造了一系列小型伽马射线探测器,并部署在不同位置,但由于资金问题,项目一度停滞。通过互联网众筹活动,他们得到了所需资金,并继续制造并安装更多探测器。
2017年2月,在新泻柏崎市安装4台探测器后,研究团队记录到几百米外闪电产生大量伽马射线。这表明他们可能揭开了之前未知的一面。在数据分析中,被发现有三次不同的伽马射线爆发,其中第一次来自于闪电本身,其余两次则是由大气中的反应引起。
Enoto解释说,这个过程涉及连锁反应,其中最初的大量高能量伽玛辐照导致氮原子释放中子,然后这些中子被其他原子吸收产生第二次更弱的辐照。当缺失这部分中子的氮原子瓦解时,它们会释放正电子,即反物质,最终正电子与地球上的电子发生湮灭,从而形成第三次持续较长时间的辐照。
Enoto感慨地说:“我们过去总认为,反物质只存在于科幻小说里。但现在,我们知道它们就在我们的头顶。”目前,还有十几台探测器仍然在日本海岸边不断收集数据,而Enoto及其团队期待着新的发现。