Молнии создают антиматерию в атмосфере Земли

Япония

• Земля

Специалисты из Киотского университета под руководством Теруаки Эното (Teruaki Enoto) установили, что антиматерия, которую обычно ищут где-то далеко в глубинах космоса, образуется прямо над нами, непосредственно в атмосфере Земли. Оказалось, что ее частицы создаются разрядами молний в высоких слоях атмосферы. Материалы работы публикует журнал Nature.

Специалисты заметили, что вспышки молний сопровождаются гамма-всплесками трех типов. Их продолжительность различна - первый сигнал длится порядка нескольких миллисекунд, второй - около нескольких десятков миллисекунд, а третий тип длится до минуты. Причем, оказалось, что пик этого гамма-излучения приходится на ту часть спектра, которая связана с аннигиляцией материи. Но откуда аннигиляция в атмосфере?

Как выяснили исследователи, первый всплеск излучения идет непосредственно от разряда молнии. Следующий появляется в ходе вторичной эмиссии. Третий возникает при поглощении фотонов нестабильными изотопами и образовании позитронов. Антиматерия создается распадами нестабильных изотопов азота-13 и кислорода-15, образовавшихся из обычных элементов при ядерных реакциях, провоцируемых молниями.

Молнии рождают мощные пучки рентгеновского и гамма-излучения. Эти жесткие лучи выбивают нуклоны из азота, углерода, кислорода и других составляющих земной атмосферы. При этом выбрасываются позитроны - двойники электрона из антимира. Встречаясь с электронами атмосферы, они аннигилируют. Аннигиляция (взаимное уничтожение) позитронов с электронами сопровождается длительным свечением в атмосфере. Исследователи использовали в работе 4 детектора, находящиеся на острове Хонсю. Но есть еще 6, которые планируется привлечь в дальнейшем, так как пока процесс изучен недостаточно.

По расчетам японских физиков, в отдельных регионах Земли молнии могут являться источниками значительной части нестабильных изотопов в атмосфере, что раньше полностью приписывалось космическим лучам. Как заявил Эното, кто мог ожидать, что антиматерия образуется прямо над нашей головой, в то время, когда мы ищем ее в глубинах Вселенной.

Вера Максимова, 23.11.2017 17:32