Aydınlatma her zaman düşük ölümlüler için bir hayranlık ve gizem kaynağı olmuştur. Eski zamanlarda insanlar, Yunan ve İskandinav panteonlarının babaları Zeus ve Thor gibi Tanrılarla ilişkilendirdiler. Modern bilim ve meteorolojinin doğuşuyla, aydınlatma artık ilahi il olarak kabul edilmez. Ancak bu, taşıdığı gizem duygusunun bir parça azaldığı anlamına gelmez.
Örneğin, bilim adamları yıldırımın gaz devi Jüpiter (uygun şekilde!) Ve Venüs'ün cehennem dünyası gibi diğer gezegenlerin atmosferinde meydana geldiğini keşfettiler. Ve Kyoto Üniversitesi'nden yapılan son bir araştırmaya göre, aydınlatmanın neden olduğu gama ışınları hava molekülleriyle etkileşime giriyor, düzenli olarak radyoizotoplar ve hatta pozitronlar üretiyor - elektronların karşımadde versiyonu.
“Yıldırım Deşarjıyla Tetiklenen Fotonükleer Reaksiyonlar” başlıklı çalışma geçtiğimiz günlerde bilimsel dergide yayınlandı Doğa. Çalışma, Kyoto Üniversitesi Hakubi İleri Araştırmalar Merkezi'nden bir araştırmacı olan Teruaki Enoto tarafından yönetildi ve Tokyo Üniversitesi, Hokkaido Üniversitesi, Nagoya Üniversitesi, RIKEN Nishina Merkezi, MAXI Ekibi ve Japonya Atom Enerjisi üyelerini içeriyordu. Ajans.
Bir süredir fizikçiler, yüksek enerjili gama ışınlarının küçük patlamalarının şimşekli fırtınalar tarafından üretilebileceğinin farkındaydılar - “karasal gama ışını flaşları” olarak bilinir. Bunların, atmosfer tarafından yavaşlatılan statik elektrik alanlarını hızlandıran elektronların sonucu olduğuna inanılmaktadır. Bu fenomen ilk olarak uzay tabanlı gözlemevleri tarafından keşfedildi ve 100.000 elektron volta (100 MeV) kadar ışınlar gözlemlendi.
İlgili enerji seviyeleri göz önüne alındığında, Japon araştırma ekibi bu gama ışını patlamalarının hava molekülleri ile nasıl etkileşime girdiğini araştırmaya çalıştı. Bir Kyoto Üniversitesi basın bülteninde projeye liderlik eden Kyoto Üniversitesi'nden Teruaki Enoto'nun açıkladığı gibi:
“Şimşek bulutlarının ve şimşeklerin gama ışınları yaydığını zaten biliyorduk ve atmosferdeki çevresel unsurların çekirdeği ile bir şekilde tepki göstereceklerini varsaydık. Kışın, Japonya’nın batı kıyı bölgesi, güçlü şimşek ve fırtınaları gözlemlemek için idealdir. Böylece 2015'te bir dizi küçük gama ışını dedektörü oluşturmaya başladık ve sahil boyunca çeşitli yerlere yerleştirdik. ”
Maalesef, ekip bu süreçte finansman sorunlarıyla karşılaştı. Enoto'nun açıkladığı gibi, kamuoyuna ulaşmaya karar verdiler ve çalışmalarını finanse etmek için kitle fonlaması kampanyası kurdular. “'Akademisyen' sitesi aracılığıyla kitle fonlaması kampanyası oluşturduk,” dedi. Herkesin desteği sayesinde, orijinal fonlama hedefimizden çok daha fazlasını başardık. ”
Kampanyalarının başarısı sayesinde ekip, Honshu'nun kuzeybatı kıyısında parçacık dedektörleri kurdu ve kurdu. 2017 yılının Şubat ayında, komşu Niigata kasabasına birkaç yüz metre uzaklıktaki Kashiwazaki şehrine dört dedektör daha kurdular. Dedektörler kurulduktan hemen sonra, Niigata'da bir yıldırım düştü ve ekip bunu çalışabildi.
Buldukları şey tamamen yeni ve beklenmedik bir şeydi. Verileri analiz ettikten sonra ekip, değişen sürelerde üç farklı gama ışını patlaması tespit etti. Birincisi milisaniyeden daha azdı, ikincisi çürümesi birkaç milisaniye süren gama ışını-sonrası akıntıydı ve sonuncusu yaklaşık bir dakika süren uzun süreli bir emisyondu. Enoto'nun açıkladığı gibi:
“İlk patlamanın yıldırım çarpmasından kaynaklandığını söyleyebiliriz. Analizlerimiz ve hesaplamalarımızla, sonunda ikinci ve üçüncü emisyonların kökenlerini de belirledik. ”
İkinci gün ışığının atmosferde azotla reaksiyona giren yıldırımdan kaynaklandığını belirlediler. Esasen, gama ışınları azot moleküllerinin bir nötronu kaybetmesine neden olabilir ve bu nötronların gama ışını gün batımı sonrası kızıllık üreten diğer atmosferik parçacıklar tarafından yeniden emilimidir. Nihai, uzun süreli emisyon, kararsız azot atomlarının parçalanmasının sonucuydu.
Burada işler gerçekten ilginçleşti. Kararsız azot bozulduğunda, daha sonra gama ışınları bırakan madde-antimadde yok edilmelerine neden olan elektronlarla çarpışan pozitronları serbest bıraktı. Enoto'nun açıkladığı gibi, bu, ilk kez karşımaddenin ortak mekanizmalar nedeniyle doğada oluşabilecek bir şey olduğunu gösterdi.
“Karşımaddenin sadece bilimkurguda var olan bir şey olduğu fikrine sahibiz” dedi. “Fırtınalı bir günde başımızın üzerinden geçebileceğini kim bilebilirdi? Tüm bunları bize 'akademisyen' aracılığıyla katılan destekçilerimiz sayesinde biliyoruz. Herkese gerçekten minnettarız. ”
Bu sonuçlar gerçekten doğruysa, antimadde daha çok olduğunu düşünmeye meyilli olduğumuz son derece nadir bir madde değildir. Ek olarak, çalışma yüksek enerjili fizik ve karşımadde araştırmaları için yeni fırsatlar sunabilir. Tüm bu araştırmalar aynı zamanda yeni ya da rafine edilmiş teknikler geliştirilmesine yol açabilir.
Geleceğe baktığımızda, Enoto ve ekibi, Japonya kıyılarında faaliyet gösteren on dedektörü kullanarak daha fazla araştırma yapmayı umuyor. Ayrıca, kitle fonlaması ötesine geçen ve vatandaş bilim insanlarının verileri işlemeye ve yorumlamaya yönelik çabalarını içeren bir araştırma olan halkı araştırmalarına dahil etmeyi umuyorlar.
