Молния, вызывающая появление антиматерии

Исследователи открыли, что вспышки молнии сопровождаются фотоядерными реакциями, в результате которых формируются частицы антиматерии. В новой научной работе исследователями из Японии описано взаимодействие гамма-излучения, испускаемого при вспышке молнии, с воздухом, в результате которого формируются радиоизотопы и даже позитроны, являющиеся «антиматериальными» эквивалентами электронов.

«Мы уже знали, что в грозовых облаках и при вспышках молнии формируются гамма-лучи. В задачи нашего нового исследования входило изучение взаимодействия этого излучения с газами атмосферы», - объяснил Тэруаки Эното (Teruaki Enoto) из Киотского университета, возглавляющий этот проект.

Команда измерила уровень гамма-излучения, возникающего после вспышки молнии при помощи решетки специально построенных небольших детекторов гамма-излучения, размещенных вдоль западного побережья Японии. В феврале 2017 г. четыре из этих детекторов зарегистрировали крупную вспышку гамма-излучения сразу после удара молнии на расстоянии порядка нескольких сотен метров.

Проанализировав результаты, команда Эното обнаружила три разных типа гамма-излучения. Вспышка первого типа длилась одну миллисекунду, и ее исследователи связали непосредственно с ударом молнии. Излучение второго типа испускалось в течение нескольких десятков миллисекунд и представляло собой послесвечение, вызываемое рекомбинацией с ядрами атомов азота нейтронов, выбитых первичным гамма-излучением. Излучение третьего типа продолжалось в течение примерно одной минуты. Его происхождение исследователи связали с процессом, включающим формирование антиматерии. Этот механизм предполагает распад обедненных нейтронами ядер атомов азота с формированием позитронов, соединение которых с электронами приводит к аннигиляции и испусканию гамма-излучения.

Работа опубликована в журнале Nature.