Потоки античастиц, появляющиеся во время гроз, фиксирует орбитальный гамма-телескоп Ферми, запущенный НАСА
Владимир ЛАГОВСКИЙ — 12.01.2011
- Все земные грозы источники антиматерии? Да. Хотя и кажется фантастикой. Пусть даже научной, - комментирует открытие своих коллег Стивен Камер (Steven Cummer) из Университета Дюка. – Наша планета излучает антивещество. А мы только сейчас узнаем об этом…
На самом деле, о сверхъестественных процессах - всплесках гамма-излучения земного происхождения (Terristial Gamma Flash - TGF) было известно еще с 2009 года. Тогда их впервые и зафиксировал телескоп Ферми. Теперь же стало ясно, что излучение было вызвано аннигиляцией антиматерии, порожденной молнией. О чем сообщили Майкл С. Бриггс (Michael S. Briggs) из Университета Алабамы (University of Alabama) и его коллеги на недавнем собрании Американского астрономического общества (American Astronomical Society meeting in Seattle).
Потоки античастиц грозовое облако выбрасывает приемущественно вверх
Суть явления такова: молнии рождают позитроны - эдакие "антиэлектроны". Они взаимодействуют с электронами окружающей среды и аннигилируют, выделяя энергию. Возникает гамма-вспышка – короткий выброс гамма-излучения.
Хорошо, что грозовые облака выбрасывают позитроны вверх - то есть, в сторону от поверхности Земли. А если бы вниз? Мы бы во время каждой грозы попадали словно бы в рентгеновский кабинет.
Хотя… Часть излучения, порожденного аннигиляцией, возможно, доходит до поверхности Земли. И способствует появлению загадочного феномена: после удара молнии на коже людей иной раз "проявляются" картинки - деревья, листочки, целые пейзажи. Их словно бы что-то спроецировало. Возможно рентгеновское излучение.
Дмитрий из Вологды стал жертвой аннигиляции - после удара молнии у него на спине "проявилась" картина
Пока в открытии земного природного источника антивещества никакой практической пользы нет. Но со временем она может появиться. Вдруг ученые разработают дешевый способ получения антиматерии? Из молний. Это открыло бы доступ к самому лучшему во Вселенной источнику энергии. А он бы открыл дорогу к звездам. Антивещество в качестве горючего позволило бы добраться до иных миров.
О небывалом прорыве в способах манипулирования с антивеществом, по сути о том, как сбылась мечта Дэна Брауна, изложенная 10 лет назад в романе "Ангелы и демоны", читайте Физики получили и удержали в ловушке антиматерию (http://www.kp.ru/daily/24593.4/761647/)
Земные молнии рождают антиматерию
Наша планета способна сама рождать частицы антиматерии. Выяснить это помог гамма-телескоп Fermi, когда пытался с околоземной орбиты наблюдать за далекой вселенной.
Орбитальный гамма-телескоп GLAST (англ. Gamma-ray Large Area Space Telescope, «космический гамма-телескоп большой площади») во время наблюдений за космосом сделал вполне земное открытие.
Два с половиной года назад американцы вывели в космос обсерваторию для наблюдения самых энергичных фотонов Вселенной – гамма-квантов. После старта телескоп GLAST получил имя итальянско-американского физика Энрико Ферми. Основная цель миссии — сбор данных о процессах и объектах, в которых выделяется набольшее количество энергии. К таким объектам, в первую очередь, относятся сверхмассивные черные дыры, интенсивно пожирающие окружающее вещество в центрах галактик.
Гамма-грозы
Однако рождаться гамма-лучи могут не только во вселенских катаклизмах, но и в обыкновенных грозах, причем рождаться одновременно с антиматерией. Ученым известно, что грозы иногда сопровождаются так называемыми земными гамма-вспышками (англ. Terrestrial gamma-ray flash, TGF). Такие вспышки возникают на Земле примерно 500 раз в день. Много это или мало, сказать сложно. Известно лишь, что не каждая гроза рождает гамма-вспышку, ведь каждую секунду на планете бушует около двух тысяч гроз.
В первые 8 месяцев работы телескоп Fermi зарегистрировал 130 вспышек TGF. В большинстве случаев обсерватория оказывалась примерно над грозой, гамма-излучение от которой он регистрировал.
Однако 14 декабря 2009 года члены миссии Fermi наблюдали странное явление. Пролетая над Египтом, приборы телескопа зафиксировали вспышку, возникшую в тысячах километров за горизонтом – в Замбии. Несколько раз пронаблюдав подобные явления, феномен смогли объяснить ученые из университета Алабамы под руководством Майкла Бриггса. «Хотя Fermi и не видит бурю, он все-таки связан с ней магнитными линиями. Вспышка TGF рождает высокоэнергичные электроны и позитроны, которые седлают магнитные линии и ударяют по спутнику», — пояснил соавтор исследования Джозеф Дуайер.
Антиматерия из-за горизонта
Ученые показали, что сложный процесс начинается благодаря сильному электрическому полю, возникающему между слоями атмосферы при грозе. Сначала это поле ускоряет электроны до околосветовых скоростей. Сталкиваясь с атомами в атмосфере, электроны порождают энергичные фотоны — гамма-кванты. Обычно эти кванты и регистрируются как вспышки TGF. Однако изредка такие фотоны сами встречают на своем пути ядра атомов, в электрическом поле которых превращаются в пару частиц. Одна из них – отрицательно заряженный электрон, вторая – представитель антиматерии, положительно заряженный позитрон.
Античастицы
Справка двойники частиц обыкновенного барионного вещества с тем же спином и массой, но обратными по знаку другими характеристиками взаимодействия, например зарядом.
«Выбившись» из атмосферы, новые частицы продолжают движение, наматываясь на силовые линии магнитного поля Земли. Двигаясь по этой траектории, частицы могут достичь высоты околоземных спутников, в том числе обсерватории Fermi. Сталкиваясь со вполне материальным телескопом, позитроны аннигилируют и рождают гамма-фотоны. Так телескоп становится источником излучения, которое сам и регистрирует. Большая доля частиц продолжает движение по магнитной линии, отражается от так называемой зеркальной точки и летит обратно. Благодаря этому через 23 миллисекунды после первой вспышки обычно регистрируется вторая.
«Эти сигналы – первое доказательство того, что в грозах рождаются пучки частиц антиматерии», — пояснил Майкл Бриггс. Ранее ученые имели дело с антиматерией либо в составе космических лучей, либо в лабораторных условиях. Об открытии Бриггс доложил на встрече Американского астрономического общества в Сиэтле.
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Чтобы писать комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. Зарегистрируйтесь на портале чтобы оставлять комментарии
Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам. Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+