Электроны, несущиеся с почти световой скоростью, высокоэнергетическое гамма-излучение и даже ускоренные античастицы – столь экстремальные условия господствуют в грозах.
Иллюстрация fotolia / serkucher
Следы настоящей лавины из антиматерии обнаружил научный самолет-наблюдатель во время полета сквозь внутреннее кольцо туч урагана «Патриция» еще в 2015 году. И работы над расшифровкой данных все еще продолжаются.
Как сообщает рабочая группа под руководством Грегори С. Боуэрса из Института физики частиц в Санта Крузе, инструмент ADELE на высоте около двух с половиной километров уловил быстрый, но отчетливый сигнал высокоэнергетического луча частиц. Одновременно другие приборы зарегистрировали вспышку молнии над самолетом. Измерение подтвердило теоретическое предположение о высокоэнергетических процессах в тучах. В соответствии с этой теорией, когда гроза создает высокоэнергетические гамма-молнии, возникает и рой позитронов. За такими земными гамма-вспышками специалисты уже некоторое время наблюдают при помощи спутников Земли. Но то, что удалось непосредственно вычислить позитроны, стало настоящей научной премьерой – грозовые тучи представляются не самым уютным и безопасным местом для самолетов.
Наблюдение позитронов охотниками за ураганами Национального управления контроля за океанами и атмосферой США подтверждают модель, по которой вспышки гамма-излучений во время гроз возникают вследствие механизма, названного релятивистской обратной связью. При этом электрическое поле в грозовой туче разгоняет электроны, и чем быстрее электроны движутся, тем меньшее сопротивление этому движению оказывает воздух. Так вследствие позитивной обратной связи образуется лавина электронов, движущихся почти со скоростью света, которая отправляет в небо высокоэнергетическое гамма-излучение. Но при этом часть гамма-излучения образует пары из электронов и позитронов. Позитроны ускоряются тем же полем, что и электроны, но только точно в противоположном направлении – в сторону земной поверхности. Именно таким образом они попали сверху на сенсоры прибора ADELE.
