Osvetlitev je bila za nas nizke smrtnike vedno vir strahospoštovanja in skrivnosti. V starih časih so ga ljudje povezovali z bogovi, kot sta Zevs in Thor, očetje grškega in norveškega panteona. Z rojstvom sodobne znanosti in meteorologije se razsvetljava ne šteje več za provinco božanskega. Vendar to ne pomeni, da se je občutek skrivnostnosti, ki ga nosi, nekoliko zmanjšal.
Znanstveniki so na primer ugotovili, da se strele pojavljajo v ozračjih drugih planetov, kot je plinski velikan Jupiter (primerno!) in peklenski svet Venere. In glede na a nedavna študija z univerze v Kjotu, gama žarki, ki jih povzroča osvetlitev, medsebojno delujejo z molekulami zraka, pri čemer redno proizvajajo radioizotope in celo pozitrone – različico elektronov proti snovi.
Študija z naslovom ' Fotonuklearne reakcije, ki jih sproži razelektritev strele «, se je pred kratkim pojavilo v znanstveni revijiNarava. Študijo je vodil Teruaki Enoto, raziskovalec iz Center za napredne raziskave Hakubi na univerzi v Kjotu in vključeval člane z univerze v Tokiu, univerze Hokaido, univerze Nagoya, centra RIKEN Nishina, ekipe MAXI in Japonske agencije za atomsko energijo.
https://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a010000/a010700/a010706/10706_Fermi_TGF_H264_640x360_29.97_iPhone.m4vFiziki so se že nekaj časa zavedali, da lahko nevihte s strelo povzročijo majhne izbruhe visokoenergijskih žarkov gama - tako imenovani 'zemeljski utripi gama žarkov'. Verjame se, da so posledica statičnih električnih polj, ki pospešujejo elektrone, ki jih atmosfera nato upočasni. Ta pojav so najprej odkrili vesoljski observatoriji, opaženi pa so bili žarki do 100.000 elektron voltov (100 MeV).
Glede na vpletene energetske ravni je japonska raziskovalna skupina skušala preučiti, kako ti izbruhi gama žarkov medsebojno delujejo z molekulami zraka. Kot je pojasnil Teruaki Enoto z univerze v Kjotu, ki vodi projekt izjava za javnost :
»Vedeli smo že, da nevihtni oblaki in strele oddajajo gama žarke, in domnevali smo, da bodo na nek način reagirali z jedri elementov okolja v ozračju. Pozimi je zahodno obalno območje Japonske idealno za opazovanje močnih strel in neviht. Tako smo leta 2015 začeli graditi serijo majhnih detektorjev gama žarkov in jih postavili na različne lokacije vzdolž obale.«
Žal je ekipa na poti naletela na težave s financiranjem. Kot je pojasnil Enoto, so se odločili stopiti v stik s širšo javnostjo in vzpostavili kampanjo množičnega financiranja za financiranje svojega dela. »Prek spletnega mesta »akademist« smo vzpostavili kampanjo množičnega financiranja,« je dejal, »v kateri smo razložili našo znanstveno metodo in cilje projekta. Zahvaljujoč podpori vseh smo lahko naredili veliko več, kot je bil naš prvotni cilj financiranja.'
https://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a010000/a010700/a010706/10706_Bremsstrahlung_to_Pair_H264_640x360_29.97_iPhone.m4vZahvaljujoč uspehu njihove kampanje je ekipa zgradila in namestila detektorje delcev na severozahodni obali Honshuja. Februarja 2017 so v mestu Kashiwazaki, ki je nekaj sto metrov oddaljeno od sosednjega mesta Niigata, namestili še štiri detektorje. Takoj po namestitvi detektorjev je v Niigati prišlo do udarca strele, ki ga je ekipa lahko preučila.
Odkrili so nekaj povsem novega in nepričakovanega. Po analizi podatkov je ekipa zaznala tri različne izbruhe gama žarkov različnega trajanja. Prvi je bil dolg manj kot milisekundo, drugi je bil žarek gama po sijaju, ki je trajal nekaj milisekund, da se razpade, in zadnja je bila dolgotrajna emisija, ki je trajala približno eno minuto. Kot Enoto pojasnil :
»Lahko bi rekli, da je bil prvi pokal zaradi udara strele. Z našo analizo in izračuni smo na koncu ugotovili tudi izvor drugih in tretjih emisij.'
Ugotovili so, da je drugi posijaj povzročila strela, ki je reagirala z dušikom v atmosferi. V bistvu so gama žarki sposobni povzročiti, da molekule dušika izgubijo nevtron, in reabsorpcija teh nevtronov z drugimi atmosferskimi delci je povzročila naknadni sijaj gama žarkov. Končna, dolgotrajna emisija je bila posledica razpada nestabilnih atomov dušika.
https://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a010000/a010700/a010706/10706_Simulation_Diagram_H264_640x360_29.97_iPhone.m4vTu so stvari postale res zanimive. Ko se je nestabilni dušik razgradil, je sprostil pozitrone, ki so nato trčili v elektrone, kar je povzročilo uničenje snovi in antimaterije, ki je sprostilo 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 idejo, da je antimaterija nekaj, kar obstaja samo v znanstveni fantastiki,' je dejal. »Kdo je vedel, da bi lahko v nevihtnem dnevu minilo tik nad našimi glavami? In vse to vemo po zaslugi naših podpornikov, ki so se nam pridružili prek 'akademista'. Vsem smo resnično hvaležni.”
Če so ti rezultati res pravilni, potem antimaterija ni izjemno redka snov, za katero mislimo, da je. Poleg tega bi študija lahko predstavila nove priložnosti za raziskave fizike visokih energij in antimaterije. Vse te raziskave bi lahko vodile tudi do razvoja novih ali izpopolnjenih tehnik za njegovo ustvarjanje.
Če pogledamo naprej, Enoto in njegova ekipa upa, da bosta izvedla več raziskav z uporabo desetih detektorjev, ki jih še vedno delujejo ob obali Japonske. Upajo tudi, da bodo s svojimi raziskavami še naprej vključevali javnost, proces, ki daleč presega množično financiranje in vključuje prizadevanja državljanskih znanstvenikov, da pomagajo pri obdelavi in interpretaciji podatkov.
Nadaljnje branje: Univerza v Kjotu , Narava , NASA Goddard Media Studios