京都大學的一個研究小組等人發現,閃電會在大氣中引起核反應(光核反應)。
近年來,有人指出閃電和雷雲充當自然界中的天然加速器,可以將電子加速到接近光速。最近,人們已經可以觀測到加速電子與大氣分子碰撞時發出的高能伽馬射線。另一方面,除了“長爆發”之外,還發現了一種被稱為“短爆發”的神秘突然現象,即強烈的伽馬射線在不到一秒的短時間內到達,但詳細情況尚不清楚。
在這項研究中,地面輻射探測器在 2017 年 2 月 6 日新潟縣柏崎市發生雷擊的同時檢測到強烈的伽馬射線爆發(短爆發)。又過了 35 秒左右,當閃電雲經過探測器時,我們檢測到來自正電子(電子的反物質)的對湮滅伽馬射線。
公告稱,短爆發是伴隨閃電的伽馬射線與大氣中的氮發生光核反應時發出的伽馬射線,產生的中子被大氣和地面上的原子核吸收。然後,35秒後檢測到的對湮滅伽馬射線是光核反應產生的氮的放射性同位素逐漸進行β+衰變,此時發射的正電子與大氣中的電子對湮滅。發射的伽馬射線
換句話說,檢測到的短爆發和湮滅伽馬射線是閃電光核反應的明確證據。這將為未來的閃電研究帶來核視角,並有望促進使用正電子和中子觀測方法的發展。
論文信息:[自然] 閃電放電引發的光核反應