閃電確是同位素產(chǎn)生的“自然通道”
科技日?qǐng)?bào)北京11月22日電 (記者張夢(mèng)然)據(jù)英國(guó)《自然》雜志21日在線發(fā)表的一項(xiàng)物理學(xué)研究稱,科學(xué)家通過(guò)輻射探測(cè)器首次發(fā)現(xiàn)了決定性證據(jù):閃電能夠引發(fā)大氣核反應(yīng),并產(chǎn)生放射性同位素。該發(fā)現(xiàn)意味著閃電終于成為人們已知的可產(chǎn)生同位素的自然通道,同時(shí)也為深刻理解氣象中物理學(xué)極端事件打開(kāi)了一扇窗。
云與云之間、云與地之間或者云體內(nèi)各部位之間的強(qiáng)烈放電現(xiàn)象很常見(jiàn),但人們對(duì)其具體過(guò)程的認(rèn)識(shí),并不如想象中的透徹。閃電過(guò)程中的主要物理和化學(xué)過(guò)程都是在閃電通道內(nèi)進(jìn)行的,目前科學(xué)家認(rèn)為,閃電中伽馬射線的能量應(yīng)該可以導(dǎo)致大氣中的光核反應(yīng),從而產(chǎn)生中子和正電子(電子對(duì)應(yīng)的反物質(zhì))。然而,這一反應(yīng)長(zhǎng)久以來(lái)都沒(méi)有決定性的觀測(cè)證據(jù)。
此次,日本京都大學(xué)一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)利用4臺(tái)輻射探測(cè)器,于2017年2月6日發(fā)生在日本的一場(chǎng)雷暴中,檢測(cè)到中子和正電子信號(hào)。根據(jù)最新數(shù)據(jù),研究人員發(fā)現(xiàn),閃電引發(fā)了一波伽馬射線光子與大氣核碰撞,并產(chǎn)生核反應(yīng)。而大氣中的光核反應(yīng)產(chǎn)生中子和不穩(wěn)定的放射性同位素,并在衰變中產(chǎn)生正電子。
早在2014年,美國(guó)科學(xué)家的研究就已表明,幾乎任何類型的雷暴均可以產(chǎn)生伽馬射線,包括那些非常微弱的雷暴,而此次的研究證明,這種迅猛地放電過(guò)程能夠引發(fā)大氣核反應(yīng)。研究人員表示,該發(fā)現(xiàn)也使閃電成為地球上已知的第二條自然通道,可在和宇宙射線互相作用后產(chǎn)生碳13、碳14和氮15等同位素,這一基礎(chǔ)科研成果將對(duì)未來(lái)的天體研究具有重要意義。
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