Главная » Файлы » Исследования, Медицина, Наука, Учёные

Грозы могут инициировать образование частиц антивещества
12.01.2011, 06:34
Космический гамма-телескоп «Ферми» зарегистрировал пучки позитронов, появление которых вызывали грозы. 

Открытие было сделано в процессе наблюдения так называемых земных вспышек гамма-излучения (terrestrial gamma-ray flashes, TGF). Первые сообщения о TGF датируются 1994 годом, и само это явление изучено достаточно плохо, но его общий механизм понятен: связанное с грозой сильное электрическое поле формирует направленный в сторону от поверхности Земли поток электронов, которые разгоняются до очень высоких скоростей. Эти быстрые электроны, встречая на своём пути атомы вещества, испускают гамма-излучение тормозной природы.


Электроны ускоряются и удаляются от грозового фронта.

По оценкам учёных, каждый день над поверхностью Земли происходит около 500 TGF. «Ферми» регистрирует лишь небольшую часть таких событий; телескоп был запущен в 2008 году, но успел передать данные только о 130 TGF. 

Поскольку в кулоновском поле ядра при участии фотонов гамма-излучения может проходить образование электрон-позитронных пар, частицы антивещества должны быть вполне обычными спутниками TGF. Заряженные позитроны движутся, как известно, вдоль силовых линий магнитного поля, что и помогло «Ферми» обнаружить соответствующий им чёткий сигнал.

Одно из наиболее интересных событий было отмечено 14 декабря 2009 года. «Ферми» находился над территорией Египта, а гроза бушевала над Замбией, в четырёх с половиной тысячах километров к югу. Даже при наблюдении из космоса эта гроза должна была оказаться за горизонтом, и обнаружить гамма-излучение соответствующей TGF телескоп не мог. Позитроны, однако, достигли магнитно связанного с грозой «Ферми» и, встретившись с электронами, аннигилировали, свидетельством чего стало появление гамма-квантов с энергией в 511 кэВ. Телескоп, таким образом, на короткое время сам стал источником гамма-излучения, им же и зарегистрированного.


Схема расположения декабрьской TGF и «Ферми».


Данные метеорологического спутника Meteosat 9 от 14 декабря 2009 года. Над Египтом безоблачное небо.

Часть позитронов проследовала дальше и, добравшись до точки отражения, повернула обратно. Через 23 мс эти частицы снова «врезались» в «Ферми», и приборы телескопа отметили второй пик в области 511 кэВ. 

Нечто подобное происходит и на других планетах (Юпитере, Сатурне), которые поддерживают развитие гроз. Впрочем, юпитерианские и сатурнианские грозовые разряды спрятаны на большой «глубине» в атмосфере, и образующиеся позитроны могут и не достигать космического пространства.

Схема регистрации гамма-телескопом декабрьской TGF:

Обнаруженные «Ферми» TGF на карте мира:

Категория: Исследования, Медицина, Наука, Учёные | Добавил: exxxxxcel
Просмотров: 721 | Загрузок: 0 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]