Sét tạo ra phản hạt, dẫn đến phản ứng hạt nhân tự nhiên. Ảnh minh họa: Vasin Lee (Vasin Lee)
Trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature ngày hôm qua, Teruaki Enoto, một nhà vật lý tại Đại học Kyoto, Nhật Bản, đã chứng minh rằng sét đánh là máy gia tốc hạt trong tự nhiên , Có thể kích hoạt phản ứng hạt nhân trong không khí. khoa học.
Kết quả của Enoto et al. Giúp xác nhận suy đoán về hiện tượng này vào năm 1925. Tại thời điểm này, các nhà nghiên cứu cho rằng các hạt phóng xạ năng lượng cao có thể đi qua các cơn giông. Các hạt này phát ra năng lượng ở các bước sóng cụ thể. Nhóm Enoto lần đầu tiên xác định được những bước sóng này.
Khi sét đánh, các electron được phát ra với tốc độ cực nhanh giữa các đám mây và bề mặt trái đất hoặc giữa các đám mây, nhưng không phải vậy. Di chuyển trong khoảng trống. Trên đường đi, chúng liên tục va chạm với các phân tử khí trong khí quyển. Vụ va chạm này làm cho các phân tử khí trở nên rất nóng, chuyển sang trạng thái plasma và phát ra ánh sáng thông qua bức xạ vật đen, là bức xạ điện từ do các vật thể mờ đục phát ra. – Mọi người có thể nhìn thấy những ánh sáng chóng mặt này dưới dạng tia chớp. Nhưng ngoài khả năng quan sát bằng mắt thường, khí thải còn xuất hiện dưới dạng sóng, đặc biệt là tia X và tia gamma.
Nghiên cứu của Enoto cho thấy những tia năng lượng cao không nhìn thấy này, đặc biệt là tia gamma, có thể đuổi neutron. Các phân tử nitơ và oxy trong không khí xung quanh trải qua quá trình phân hạch hạt nhân. Hạt nhân nitơ 14 nơtron khá ổn định, nhưng khi mất một nơtron, nó sẽ trở thành nitơ 13 (N-13), là một đồng vị phóng xạ không ổn định. Điều tương tự cũng xảy ra với oxy, dẫn đến việc sản xuất oxy đồng vị 15 (O-15).
Sau đó, tất cả các phân tử N-13 và O-15 nhanh chóng bị phân hủy. Mỗi đồng vị không ổn định phóng ra thêm một neutrino và positron. Cả hai đều là những hạt cơ bản với những đặc tính kỳ lạ. Các neutrino ở xa gần như không thể phát hiện được. Tuy nhiên, positron phản hạt của electron vẫn tiếp tục va chạm với các electron trong không khí. Khi một cặp hạt va chạm với một phản hạt, chúng biến mất ngay lập tức.
Trong nghiên cứu, Enoto và các đồng nghiệp của ông đã sử dụng thiết bị dò phóng xạ được lắp đặt tại Nhà máy điện hạt nhân Kashiwazaki. -Ari thăm Niigata, dọc theo vùng biển Nhật Bản. Trong trận giông bão vào tháng 2 năm nay, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra bức xạ sét mạnh trên biển, bao gồm các tia chớp gamma, và sau đó là các tia gamma dài hơn 0,511 MeV. MeV). Đây là mức năng lượng thường thấy từ positron và electron sau phản ứng hạt nhân.
“Tia γ này là bằng chứng mạnh mẽ về sự tiêu diệt các positron và electron, và nó giúp cho thấy phản ứng hạt nhân có thể được kích hoạt bởi giông bão”, Leonid Babich, nhà vật lý tại Trung tâm Hạt nhân Liên bang Nga.