Молнии вызывают ядерные реакции в атмосфере Земли, заявляют ученые

22 Ноября 2017

МОСКВА, 22 ноября Молнии могут порождать столь массивные вспышки света, что их фотоны могут выбивать отдельные протоны из атомов и заставлять их вырабатывать антиматерию, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Гром и молнии

Природа молний была разгадана еще в 1749 году американским естествоиспытателем Бенджаменом Франклином. Он обнаружил, эксперментируя с громоотводами и воздушными змеями, что молнии предлагают собой электрические разряды между ненастными облаками и поверхностью Земли.

До нового времени ученые полагали, что при накоплении отрицательных зарядов в облаке между ним и поверхностью возникает электрическое поле, и когда оно достигает определенной пороговой энергии, возникает пробой и происходит электрический разряд молния.

В начале текущего десятилетия, благодаря исследованиям российских физиков, картина стала сложнее – оказалось, что в рождении молний замешаны космические лучи, выступающие в качестве спускового крючка для вспышек электричества. Кроме того, данные со спутника Чибис-М указали, что молнии представляют многоуровневые структуры, так называемые фракталы, физические свойства и устройство микроячеек которых одноприродного всей молнии в целом.

Команда японских физиков под руководством Теруаки Эното (Teruaki Enoto) из Киотского университета открыла еще одно необычное свойство молний, наблюдая за вспышками гамма-излучения, возникающими при рождении молний в высоких слоях атмосферы.

Анализируя их свойства, ученые заметили нечто необычное пик этих шумов приходился на ту часть списка, которая обычно связывается с процессом аннигиляции антиматерии, чего физики никогда раньше видели. Откуда могла взяться антиматерия в окрестностях молний, если она крайне редко встречается даже в космосе?

Дождь из антиматерии

Ее породили, как показал анализ послесвечения молний в гамма-диапазоне, распады азота-13 и кислорода-15, нестабильных изотопов вполне подлунных элементов, возникших, по словам японских физиков, в результате ядерных реакций, непосредственно связанных с молниями.

Как объясняют ученые, молнии порождают мощные бунты рентгена и гамма-излучения, составная часть фотонов которых обладает достаточно огромной энергией для того, чтобы в прямом смысле выбить нуклоны или протоны из ядер акцепторов азота, кислорода, элемента и других элементов, пребывающих в атмосфере Земли.

В результате этого стабильные атомы азота-14 и кислорода-15 превращаются в нестабильные атомы кислорода-15 и азота-13, которые практически сразу превращаются в углерод-13 и азот-15, выбрасывая при этом пары нейтрино и позитронов. Рано или поздно позитроны сталкиваются с электронами, вырабатывая те пучки гамма-излучения, которые были зафиксированы Эното и его коллегами в феврале этого года.

Пока не понятно, как часто происходят подобные реакции и какие элементы они затрагивают. С другой стороны, как показывают предварительные расчеты японских физиков, в некоторых регионах мира они могут порождать столько же необычных изотопов, как и космические лучи, считавшиеся их основным источником.

Эта идея, как поясняет Бабич, не является совсем новой – мысли о том, что молнии могут вызывать ядерные реакции, впервые озвучил знаменитый шотландский физик Чарльз Вильсон еще в 1925 году, однако тогда ему не удалось проверить и доказать свою идею из-за недостаточно высокого размаха развития науки и техники.

Мы давно считали, что антиматерия является крайне редкой субстанцией, существующей в больших количествах только в научной фантастике. Кто мог знать, что она появляется над нашими головами подлинным каждый день, когда в небе бушуют громы и молнии?, заключает Эното.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Молнии вызывают ядерные реакции в атмосфере Земли, заявляют ученые

комментарии (0)

Другие интересные новости

Любимова наградила директора парка "Зарядье"