科学家们第一次证明了雷暴会引发裂变和反物质-雷暴-百色金融新闻网

像碳-13、碳-14和氮-15一样的罕见原子形式一直被用于阐明古时手工艺品的年代和探寻史前食物链的细微差别。这些罕见同位素源自何处?研究发现,它们来自由外太空高能宇宙射线触发的大气层中复杂的亚原子级联反应。如今,科学家为这个清单增加了一种新的同位素引发剂:闪电。

科学家发现,雷暴在地球大气层中产生了辐射和反物质,然后在我们的星球上降雨。新的研究表明,闪电会在雷雨云中引发核裂变反应,将放射性粒子发射到地球表面。专家称,“辐射尘”对地球上的生命没有威胁,因为它并不比地球正常的背景辐射危险。研究报告的主要作者Enoto博士说:“由于放射性同位素的寿命很短,在空间上受到限制,而且相对于普通的辐射环境来说,它们的含量相对较小,所以我认为这种现象没有健康风险。”Enoto博士和他的团队,来自日本京都大学,首次展示了闪电产生的放射性伽马射线与大气中的空气发生反应。这种反应产生放射性粒子——放射性同位素和正电子——反物质等价于电子。自上世纪80年代以来,这一系列放射性粒子被飞机、地面观测站和卫星探测到。但专家们一直在努力确认是由闪电引起的核反应,这些反应是发射出中子、正电子和其他粒子。Enoto博士说:“我们已经知道雷雨云和闪电会发出伽马射线,并假设它们会以某种方式与大气层中环境元素的原子核发生反应。”该团队在日本西部沿海地区安装了伽玛射线探测器,研究人员称这是观测强大的闪电和雷暴的理想状态。今年2月,位于日本新潟市的柏崎市安装了4个探测器,在几百米之外的闪电击中后,立即记录了一个大的伽马暴。当他们分析这些数据时,科学家们发现了三种截然不同的伽马暴。第一次持续时间不到一毫秒;第二种是一种伽玛射线余辉,它衰变超过几十毫秒;最后还有一段长约一分钟的持续时间。Enoto博士说:“我们可以看出,第一次爆炸是由雷击造成的。”通过我们的分析和计算,我们最终确定了第二次和第三次排放的来源。第二次余辉是由大气中的氮气引起的闪电引起的。在闪电中释放出的伽马射线有足够的能量来撞击一个中子——一个构成原子核心部分的粒子——从氮气体中释放出来。大气中的粒子随后将这些自由漂浮的中子重新吸收到它们的原子核中,产生一种伽马射线余光——这是该团队的第二次爆发。最终,持续的辐射来自于大气中不稳定的氮原子的分解,而现在却少了一个中子。这些释放的正电子与电子相撞。当物质和反物质相遇时,它们彼此湮灭,释放出大量的伽马射线。这一最终的,长时间的伽马射线探测由小组证明,这是第一次证明雷击引起核反应。“我们认为反物质是只存在于科幻小说里的东西。”谁知道在暴风雨的日子里,它可能正从我们头顶掠过呢?”他说。

用于探寻各种地球化学过程的示踪物——碳-13,通常在高能宇宙射线进入大气层并同那里最丰富的氮形式——氮-14原子发生撞击时产生。这些原子失去一个中子,留下的不稳定的氮-13原子脱落一个中微子和一个带正电荷的电子。这种反应(以及随后正电子同带负电荷的电子相撞时发生的湮没)产生了一个稳定的碳-13原子和两种带有特定能量的伽马射线——通常被用于探测宇宙射线。

研究发现闪电触发核反应

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