کرونوس کانال دانش و علوم به زبان فارسی – اخبار علمی و تحلیل
کرونوس – چیزهای زیادی هست که ما در مورد رعدوبرق نمی‌دانیم. مثلاً این که آیا در مراحل اولیه‌ی شکل‌گیری زمین آیا صاعقه‌ها یکی از دلایل شکل‌گیری حیات بوده‌اند یا خیر. یا این که چرا در هنگام آتشفشان صاعقه شکل می‌گیرد.
با این حال می‌دانیم که صاعقه‌ها بسیار قوی هستند. براساس یک تحقیق تازه، آن‌ها آن‌قدر قوی هستند که می‌توانند هرازگاهی در آسمان واکنش‌های هسته‌ای ایجاد کنند.
در این مطالعه که روی Nature منتشر شده است آمده: «آذرخش و ابر صاعقه‌دار، شتاب‌دهنده‌ی طبیعی ذرات هستند.» قبلاً فکر می‌کردیم این موضوع مربوط به «بهمنی از… الکترون‌های فراری» باشد، اما حالا به نظر می‌رسد قضیه مربوط به چیزهای پیچیده‌تری از جمله ضدضراتِ ضدماده باشد.
ایجاد کردن واکنش‌های هسته‌ای کار ساده‌ای نیست. تصور عمومی بر این است که واکنش هسته‌ای به دلیل برخورد دو هسته با هم یا یک هسته و یک ذره‌ی زیراتمی پدید می‌آیند و نتیجه‌ی آن‌ها تولید ذرات اتمی مختلف است. آن‌ها به انرژی زیادی احتیاج دارند – مانند انرژی‌ای که از برخورد پرتوهای کیهانی با جو سیاره‌مان ایجاد می‌شود.
یک جرقه‌ی متوسط صاعقه موجب انتقال حدوداً یک میلیارد ژول انرژی می‌شود و همچنین دانشمندان برای مدت‌ها تصور می‌کردند صاعقه‌های بسیار قوی می‌توانند برای شکل‌گیری واکنش‌های هسته‌ای کافی باشند. قضیه این است که الکترون‌های آن‌ها می‌تواند هرازگاهی موجب تولید پرتوهای گاما شود که هسته‌های موجود در جو را می‌شکافند.
این نوع واکنش می‌تواند برای مدت کوتاهی موجب شکل‌گیری نوترینو، نوترون و حتی ضدماده شود. این چیزها برای چهار دهه توسط رصدخانه‌ها و آشکارگرها در سراسر زمین دیده شده بود اما تأیید این که آن‌ها توسط صاعقه ایجاد می‌شوند، کار سختی بوده است.
یک گروه از دانشمندان ژاپنی به رهبری دانشگاه کیوتو برای حل این مسأله یک بار و برای همیشه، ابزارآلات خود را به آشکارگر تشعشعات یک پایگاه هسته‌ای در نیگاتا وصل کردند. آنان امیدوار بودند بتوانند این واکنش‌های هسته‌ای را مستقیماً به صاعقه‌ها مرتبط سازند، و البته آنان ناامید نشدند.
در ماه بهمن سال گذشته طوفانی نیرومند به ساحل ژاپن رسید. این محققین توانستند نه تنها سطوح بالایی از تشعشع پرتوی گاما را که هم‌ارز با چندین صاعقه بود شناسایی کنند، بلکه توانستند امضاهای انرژی بسیار خاصی را که برای مدت کوتاهی بعد از آن شکل گرفت نیز تشخیص دهند.
این امضاها فقط ممکن بود مرتبط با یک سری از شرایط باشند: ایزوتوپ‌های کربن ناپایدار، نیتروژن و اکسیژن به‌واسطه‌ی این تشعشعات پرتوی گاما شکل می‌گرفت. آن‌ها سپس به صورت طبیعی پوزیترون‌های ضدماده، نوترون و نوترینو از خود گسیل کردند. ضدماده‌ی حاصل سپس با سرعت و انرژی زیادی در هنگام تماس با الکترون‌ها منفجر می‌شدند.
این تحقیق برای نخستین بار شواهدی را جهت تأیید این به دست داد که رعدوبرق می‌تواند در اتمسفر زمین واکنش‌های هسته‌ای شکل دهد. مهم‌تر از آن این که احتمالاً صاعقه‌ها – بعد از واکنش‌های پرتوی کیهانی و واکنش‌های هسته‌ای در قلب ستارگان – سومین دلیل طبیعی شکل‌گیری این واکنش‌ها هستند.
