1115,2
рейтинг
13 мая 2015 в 19:28

В грозовых облаках нашли «сгусток» антиматерии



Молния — единственный видимый продукт интенсивной электрической активности, которая происходит в грозовых облаках. Но учёные неожиданно нашли там кое-что поинтереснее: большое количество антиматерии, пишет журнал Nature. Возможно, этот факт поможет объяснить, как именно в облаках формируются молнии.

С недавних пор известно, что мощная гроза генерирует позитроны (античастицы электронов). Однако 21 августа 2009 года доктор физики Джозеф Двайер (Joseph Dwyer) из университета Нью-Гемпшира с коллегами летели на самолёте вместе с измерительным оборудованием. Их занесло прямо в грозовое облако — и там приборы зарегистрировали такое количество позитронов, какое невозможно объяснить ни одним физическим процессом.

Дело в том, что ключевым свойством антиматерии является то, что при контакте с обычным веществом происходит аннигиляция. Частица и античастица прекращают существование, порождая ряд других частиц. Вот почему антиматерия настолько редка.

Явление казалось настолько странным, что Двайер несколько лет после инцидента не публиковал результаты наблюдений.

В прошлом десятилетии именно д-р Двайер с коллегами доказали, что во время грозы происходит образование позитронов, а также высокоэнергетических фотонов. Полёт в окрестностях грозовых туч был совершён в исследовательских целях. Конечно, никто не собирался заходить прямо внутрь, просто пилот неверно истолковал показания радаров. Двайер говорит, что когда все осознали ошибку, он попрощался с жизнью.

За несколько минут внутри грозовых облаков самолёт чудом избежал электрического разряда. Зато приборы зарегистрировали три волны фотонов с энергией 511 килоэлектронвольт — это железобетонный признак аннигиляции трёх позитронов с электронами.

Каждый всплеск длился 0,2 секунды и сопровождался последующим потоком фотонов с чуть меньшей энергией. Учёные предполагают, что некоторые из частиц лишились части энергии, преодолев определённое расстояние. Исходя из этого, они рассчитали, что самолёт находился в облаке короткоживущих позитронов диаметром около 1-2 км.

Пять лет учёные моделировали генерацию позитронов с такими параметрами, но не смогли выдвинуть теорию. Например, если бы позитроны имели космическое происхождение, то тогда приборы зарегистрировали бы другие виды радиации из-за движения позитронов. Этого не было.

Сейчас Двайер с коллегами решились на публикацию. Научная статья вышла в Журнале физики плазмы (Journal of Plasma Physics). В онлайне её пока нет.

Коллеги согласны, что феномен нельзя объяснить. «Эти наблюдения представляются загадочными», — сказал физик из космического центра НАСА Майкл Бриггс (Michael Briggs) в комментарии Nature. Другие физики сомневаются в расчёте размера «позитронного облака». Возможно, оно было гораздо меньше. Российский физик Александр Гуревич из Физического института им. П. Н. Лебедева РАН скептически предположил, что «облако» и вовсе ограничено обшивкой самолёта, который двигаясь на большой скорости сгенерировал мощнейшее электромагнитное поле вокруг крыльев — и там началась генерация позитронов.

Чтобы проверить теорию, необходимы новые экспериментальные данные. Любители запускают в грозовые облака воздушные шары. У американских учёных есть идея запустить внутрь облака детектор частиц на броневом противотанковом штурмовике A-10 ‘Warthog’.

В любом случае, внутри грозы явно происходит что-то интересное.
Анатолий Ализар @alizar
карма
683,6
рейтинг 1115,2
Редактор
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (48)

  • +48
    <irоny>
    Потом выяснится, что это опять микроволновка =)
    </irоny>
    • +3
      Так значит аниме Steins;Gate является правдивой историей!
      • 0
        SERN скрывает!
    • –1
      Ну почему же?
      Гамма частица порождает частицу и античастицу (так же и обратно — частица и античастица порождает гамма лучи) — про это еще в советских учебниках физики писали.
      Молния излучает очень широкий и мощный диапазон волн, так что вполне вероятно существование античастиц в грозовых облаках.
      У меня напрашивается вопрос… Не перепутали ли эти ученые простую нехватку электронов (позитивный заряд) с позитронами.
    • –1
      Намерили хрен знает чего, модельки понастроили в программульках, подогнали. Теперь ждут денежков. Такая вот она, наука современная.
  • +1
    Ребят, объясните пожалуйста, почему из молний не извлекают энергию?
    Слишком большое напряжение за очень маленькое время на маленькой площади? или почему, в чем причина?
    Если так, почему нельзя ее расспараллелить на несколько потоков, и благополучно запитать аккумуляторы, не повредив провода и аккумуляторы?
    • +2
      Слишком непредсказуемое и относительно редкое явление? Молния попадает в громоотвод даже не каждую грозу, не говоря о том что грозы бывают далеко не каждую неделю.
    • +4
      Еще Перельман считал энергию молнии в «Занимательной Физике». Там в районе 50-100 кВтч с одной молнии выходит, экономически не выгодно.
      • 0
        Понял, благодарю за ответ
      • +1
        1,21 гигаватта<s>часов</s>!
        image

        Извините, не удержался
        • +7
          Doc: «1.21 jigowatts!!!»
          Marty: «What the hell is a jigowatt?»

          Там были не гигаватты, а джиговатты ;)
    • +1
      В книжке Перельмана производился рассчёт энергии молнии. Что-то в районе 100 советских рублей за штуку получилось.
      А вообще, её всю «собрать» нереально — гигантские напряжения и температуры + очень малое время.
      • 0
        Надо идти дальше, собирать энергию не из молнии, а из того, что её образовывает.
        • +4
          Из антиматерии
        • 0
          Из Земли и облаков.
          Подождите, ведь ещё Тесла использовал Землю как конденсатор...
    • 0
      Статья на мембране была про это, кто-то пытался, или по крайней мере говорил, что пытается — www.membrana.ru/particle/3136
  • +1
    Помню, ещё давно где-то читал публикацию, в которой рассказывалось о вращающемся вокруг Земли тончайшем «кольце» позитронов, появление которых объясняли, кажется, именно грозами.
  • 0
    запустить внутрь облака детектор частиц на броневом противотанковом штурмовике A-10 ‘Warthog’
    А ему что, и молнии нипочем?!
    • 0
      Ну вообще самолеты хорошо переживают удары молний. А А-10 просто очень крепкий и надежный самолетик.
      • 0
        И тем страньше наблюдать вот это:
        Конечно, никто не собирался заходить прямо внутрь, просто пилот неверно истолковал показания радаров. Двайер говорит, что когда все осознали ошибку, он попрощался с жизнью.
        • +3
          Намного опаснее не сама молния, а мощные турбулентные потоки, которые всегда бывают в грозовых тучах.
      • 0
        Надпись на столе руководства полетами базы ВВС в Дэйвис-Монтан, Аризона: «В мирное время не существует достаточных причин для полета через грозу».
  • +16
    Как же тут никто ещё не вспомнил kreosan'а? :)
    • +34
      Не знаю даже, но вот теперь пост от ребят жду «Добываем антиматерию из грозовых туч» ^_^'
      • +6
        на утюг.
        • +3
          и храним в обычной канистре.
          • 0
            В схроне с тушёнкой и гречкой
        • +1
          на швабру!
    • +6
      Детектор частиц на основе консервной банки и матрицы от старого фотоаппарата готов, переговоры с хозяевами кукурузника в процессе!
    • +3
      У вас ошибка в заклинании, призывать нужно так: kreosan
  • +1
    Вот, так всегда: заголовок тянет на нобелевскую премию. А, по факту: есть теория, но ничего не нашли, будут разные исследования. Возможно это просто самолет (или «микроволновка»). И, почему я не удивлен?
  • +1
    Будет весело, если окажется, что разряд молнии — такой себе природный коллайдер. Будем добывать антиматерию прямо из облаков и летать к другим звездам на фотонных двигателях.
  • +1
    на броневом противотанковом штурмовике

    Классно вы А-10 обозвали.
  • +1
    А что мешает послать беспилотник в самую грозовую гущу и наделать ещё замеров?
    • 0
      Помехи могут быть, те же непредсказуемые потоки воздуха. А для замеров беспилотник недешевый нужен, оборудования много и высота большая сравнительно (1-2 км).
      • +1
        Дык всё лучше чем рисковать жизнью.
        • 0
          Боюсь результата просто не будет никакого, можно и не летать.
          • 0
            Почему?
            • 0
              У idiv наверняка есть инсайдерская информация :)
              • +1
                Та тут и инсайдером быть не надо. Они себе не смогут позволить беспилотник уровня Predator, а все что поменьше в туче не справится.
                Не справится в том смысле, что не успеет никаких данных толковых получить.
                • 0
                  Так вроде бы давно уже всякие ракеты в таких условиях (грозовой фронт/торнадо) используют? А это удовольствие не такое уж и дорогое для таких высот + их можно запустить несколько в разные области.
                  • +1
                    Ракета не полетит внутри облака куда нужно, да и можно просто не попасть или недостаточно долго быть в облаке. Вопрос еще в стоимости оборудования.
                    Возможно потому что-то самостоятельно летающее нужно, причем с разными скоростями.
                    • 0
                      Нет, ну понятно, что управляемым беспилотником намного больше инфы собрать можно за вылет. Но для подобных условий это должен быть воистину мега-аппарат вроде Predator, за пару-тройку миллионов долларов.
                      • 0
                        Пришла мысль, что все может быть проще — им самолет по бросовой цене достался. Лучше всяких ракет и беспилотников выходит по соотношению результативность/цена, даже с учетом доработки.
  • +1
    «железобетонный признак аннигиляции трёх позитронов» — три позитрона не могут аннигилировать друг с другом. В оригинале написано правильно:
    «the signature of a positron annihilating with an electron».
  • 0
    Мне интересно, каким образом сам самолёт в позитронном облаке остался цел? Или я чего-то не понимаю, или аллюминий не реагирует на все эти антиматерии?
    • 0
      Это же всего лишь позитроны, носители заряда. Они способны лишь ионизировать вещество, но не способны изменить структуру. Конечно, позитроны, вырывая из атома электроны, могут разрушить межатомные связи — но ведь речь идет о металле, где свободных электронов полно! Они и дырку в атоме заткнут, и поглощенную энергию аннигиляции унесут.

      Конечно, сильный поток позитронов опасен — но, напоминаю, самолет летел в земной атмосфере, а не в вакууме. Плотное облако позитронов в атмосфере светилось бы слишком ярко, чтобы летчик туда случайно залетел, даже в грозу. Это могло быть только очень разреженное облако. Настолько разреженное, что даже оборудование засекло всего 3 факта аннигиляции.
  • 0
    секундочку, только недавно я читал, что кто-то там замерял космическое излучение/частицы, и постоянно раздражался из-за гроз, которые наводили шороху в картину.
    но недавно этот кто-то наложил карту падения частиц на карту гроз — о, чудо — они совпали.
    из чего вышеозначенный кто-то сделал вывод, что происхождение всех гроз — космическое, то есть вызвано падением нехило заряженных частиц в атмосферу.

    тут мр.Дуайер пишет, что происхождение гроз — не космическое и вообще сенсация.
    что-то я запутался. там грант что ли какой-то пообещали, что всех прорвало происхождение грозы изучать?

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.