Вы здесь: Главная > Физики во время грозы пришли к неожиданному открытию

Физики во время грозы пришли к неожиданному открытию

Ужасающие несколько мгновений полета на исследовательском самолете в верхней части активной грозы привели к неожиданному открытию, которое может объяснить давнюю тайну — как во время грозы инициируется молния. Физик Университета Нью-Гемпшира Джозеф Двайер и его научные коллеги из Калифорнийского технологического университета в Санта-Крус и Флориде описали свое открытие в статье, которая будет опубликована в журнале «Физика плазмы».

В августе 2009 года Двайер и его коллеги находились на борту самолета Национального центра атмосферных исследований «Гольфстрим V», когда он случайно залетел в чрезвычайно сильную грозу, и, как оказалось, в большое облако позитронов — антиэлектронов, которые не должны были там находиться. Столкновение с облаком позитронов без других связанных с ними физических явлений, таких как энергетические выбросы гамма-лучей, было совершенно неожиданным и противоречащим законам физики. «Тот факт, что огромное количество позитронов, возникших из ниоткуда, сформировало облако вокруг самолета, очень трудно понять. У нас действительно нет разумного объяснения этому», — говорит Двайер, эксперт по молниям.

Известно, что грозы могут иногда инициировать вспышки энергичных гамма-лучей, которые способны производить пары электронов и позитронов при взаимодействии с воздухом. Но появление позитронов должно сопровождаться значительным увеличением числа гамма-лучей. «Мы должны были наблюдать яркие выбросы гамма-лучей наряду с позитронами, — говорит Двайер. — Но мы увидели сначала облако позитронов, потом еще одно на расстоянии около семи километров и только за ним — яркое свечение гамма-лучей». Соавтор из Калифорнийского университета в Санта-Крус Дэвид Смит добавляет: «Мы ожидали, что гроза произведет некоторые формы излучения, но этого не было. Мы даже не знаем, сделала ли природа это самостоятельно или это результат вмешательства самолета». Физический мир наполнен обычной материей и антиматерией. Для каждой обычной частицы существует античастица, например, античастица электрона называется позитрон, при встрече они уничтожают друг друга во вспышке гамма-лучей.

Опыт прохождения сквозь грозу, как говорит Двайер, предоставил ученым дополнительную информацию о странной и по большому счету неизведанной природе грозы, гамма-лучей, высокоэнергетических частиц, движущихся практически со скоростью света, и странных облаках антиматерии позитронов. Одним из возможных объяснений внезапного появления позитронов является то, что сам самолет резко повлиял на электрическую среду грозы. Также возможно, что исследователи обнаружили некий экзотический электрический разряд внутри грозы.

«Это идея «темной молнии», которая создает много позитронов, — говорит Двайер. — Возможно, мы видели тот самый отпечаток темной молнии в виде позитронов. Все эти варианты возможны, но ни один из них не является исчерпывающим объяснением наблюдаемого явления».

Темная молния – это нехарактерный тип электрического разряда в грозе, альтернатива обычной молнии. В темной молнии высокоэнергетические частицы ускоряются и производят позитроны, которые помогают разрядить электрическое поле. Двайер говорит: «Мы не можем объяснить природу молнии, поскольку не понимаем электрическую среду грозы. Возможно, появление позитронов расскажет нам что-то новое о том, как во время грозы образуется молния, но наша находка, безусловно, все усложняет, потому что она не вписывается в рамки существующих знаний».