조명은 항상 저 필사자들에게 경외심과 신비의 원천이었습니다. 고대에는 사람들이 그리스와 노르웨이 판테온의 아버지 인 제우스와 토르와 같은 신들과 관련이있었습니다. 현대 과학과 기상학의 탄생으로 조명은 더 이상 신성의 영토로 간주되지 않습니다. 그러나 이것이 수수께끼의 감각이 1 비트 감소했다는 것을 의미하지는 않습니다.
예를 들어, 과학자들은 가스 거인 목성 (적절하게!)과 지옥 같은 금성의 세계와 같은 다른 행성의 대기에서 번개가 발생한다는 것을 발견했습니다. 그리고 교토 대학 (Kyoto University)의 최근 연구에 따르면, 조명으로 인한 감마선은 공기 분자와 상호 작용하여 정기적으로 방사성 동위 원소와 양전자 (반물질 버전)를 생성합니다.
"번개 방전으로 인한 광핵 반응"이라는 제목의 연구는 최근 과학 저널에 실 렸습니다. 자연. 이 연구는 교토 대학 하쿠 비 고급 연구 센터 연구원 인 Teruaki Enoto가 주도했으며 도쿄 대학, 홋카이도 대학, 나고야 대학, RIKEN Nishina Center, MAXI 팀 및 일본 원자력 에너지 원의 연구원들을 포함했습니다. 대리점.
물리학 자들은 한동안“지상파 감마선 섬광”으로 알려진 번개 폭풍에 의해 소량의 고 에너지 감마선이 생성 될 수 있음을 알고있었습니다. 그것들은 전자를 가속시키는 정전기 장의 결과로 여겨지며 대기에 의해 느려집니다. 이 현상은 우주 관측소에서 처음 발견되었으며 최대 100,000 전자 볼트 (100 MeV)의 광선이 관찰되었습니다.
관련된 에너지 수준을 고려할 때, 일본 연구팀은 이러한 감마선 폭발이 공기 분자와 어떻게 상호 작용 하는지를 조사했습니다. 이 프로젝트를 이끌고있는 교토 대학의 Teruaki Enoto는 다음과 같이 교토 대학 보도 자료에서 설명했다.
“우리는 뇌우와 번개가 감마선을 방출한다는 것을 이미 알고 있었고 대기에서 환경 요소의 핵과 어떤 방식 으로든 반응 할 것이라고 가정했습니다. 겨울에는 일본의 서해안 지역이 강력한 번개와 뇌우를 관찰하는 데 이상적입니다. 그래서 2015 년에 우리는 일련의 소형 감마선 검출기를 구축하기 시작하여 해안을 따라 다양한 위치에 배치했습니다.”
불행하게도, 팀은 자금 조달 문제에 부딪쳤다. Enoto가 설명했듯이, 그들은 일반 대중에게 다가 가기로 결정하고 그들의 자금을 조달하기 위해 크라우드 펀딩 캠페인을 시작했습니다. "우리는 '아카데미 스트 (acdemist)'사이트를 통해 크라우드 펀딩 캠페인을 시작했습니다. 그는 우리의 과학적 방법과 프로젝트 목표를 설명했습니다. 모두의 지원 덕분에 우리는 원래의 자금 목표보다 훨씬 많은 것을 만들 수있었습니다.”
캠페인의 성공으로 팀은 혼슈 북서쪽 해안에 입자 탐지기를 구축하고 설치했습니다. 2017 년 2 월, 이웃 도시 니가타에서 몇 백 미터 떨어진 카시와 자키시에 4 개의 감지기를 추가로 설치했습니다. 탐지기가 설치 되 자마자 니가타에서 번개가 쳐서 연구 할 수있었습니다.
그들이 찾은 것은 완전히 새롭고 예상치 못한 것이었다. 데이터를 분석 한 후, 팀은 다양한 지속 시간의 3 가지 뚜렷한 감마선 버스트를 감지했습니다. 첫 번째는 밀리 초보다 짧았고, 두 번째는 감마선 잔광이었습니다. 감마선 잔광은 몇 밀리 초가 걸리고, 마지막은 약 1 분 동안 지속 된 방출입니다. Enoto가 설명했듯이 :
“우리는 첫 번째 파열이 번개에서 비롯되었다는 것을 알 수있었습니다. 우리는 분석과 계산을 통해 결국 2 차 및 3 차 배출원을 결정했습니다.”
그들은 두 번째 잔광이 번개가 대기에서 질소와 반응하여 발생했다고 판단했다. 본질적으로, 감마선은 질소 분자가 중성자를 잃게 할 수 있으며, 감마선 잔광을 생성하는 다른 대기 입자에 의한 이들 중성자의 재 흡수였다. 마지막으로 연장 된 방출은 불안정한 질소 원자가 분해 된 결과였다.
일이 정말 흥미로워졌습니다. 불안정한 질소가 무너지면서 전자와 충돌 한 양전자를 방출하여 물질을 반물질 소멸시켜 더 많은 감마선을 방출했습니다. Enoto가 설명했듯이, 이것은 반물질이 일반적인 메커니즘으로 인해 자연에서 발생할 수있는 것으로 처음으로 입증되었습니다.
그는“반물질은 공상 과학에만 존재하는 것”이라고 말했다. “폭풍이 치는 날에 우리 머리 위로 바로 지나갈 수 있다는 것을 누가 알았습니까? 그리고 우리는 '아카데미 스트'를 통해 우리와 함께한 지지자들에게 감사합니다. 우리 모두에게 진심으로 감사합니다.”
이러한 결과가 실제로 정확하다면 반물질은 우리가 생각하는 극히 드문 물질이 아닙니다. 또한,이 연구는 고 에너지 물리학 및 반물질 연구를위한 새로운 기회를 제시 할 수 있습니다. 이 모든 연구는 또한 그것을 창조하기위한 새롭거나 세련된 기술의 개발로 이어질 수 있습니다.
Enoto와 그의 팀은 앞으로도 일본 해안을 따라 작동하는 10 개의 탐지기를 사용하여 더 많은 연구를 수행하기를 희망합니다. 또한 크라우드 펀딩을 넘어서는 프로세스 인 대중의 연구 참여와 데이터 처리 및 해석을 돕는 시민 과학자들의 노력이 계속 포함되기를 희망합니다.
