Грозовая антиматерия шокировала ученых

Необычная концентрация антиматерии в грозовых облаках пока не находит объяснения. Наука только начинает серьезно изучать грозовые явления, которые скрывают множество неизвестных физических процессов.

Ошибка физика Джозефа Двайера (Joseph Dwyer) привела к открытию необычайно интенсивных и протяженных облаков антиматерии, которые появляются в районе гроз. Наблюдаемое явление настолько не укладывается в современные модели образования антиматерии в атмосфере, что некоторые ученые даже засомневались в достоверности измерений.

Полет состоялся шесть лет назад и был очень опасным: самолет случайно залетел внутрь грозы. Только сейчас, после многолетних расчетов и проверок, Джозеф Двайер решился опубликовать его результаты.

Джозеф Двайер совершил открытие случайно: изучая грозовой фронт у побережья Джорджии на самолете, он отклонился от маршрута и случайно залетел в облако антиматерии. Облако позитронов (античастиц электронов) имело диаметр 1-2 км, и моделирование до сих пор не может ответить на вопрос: как оно возникло.

Ключевой особенностью антиматерии является ее способность к самоуничтожению (аннигиляции) при встрече с обычной материей. Именно поэтому в обычных условиях встретить антивещество можно чрезвычайно редко. Тем не менее, известно, что позитроны образуются при распаде радиоактивных атомов и в результате астрофизических явлений, например при бомбардировке атмосферы космическими лучами. За последнее десятилетие, исследования Двайера и других ученых доказали, что грозы также могут производить позитроны.

Электроны вылетают из заряженных облаков с околосветовой скоростью и могут производить высокоэнергетические фотонные γ-лучи, которые в свою очередь способны генерировать пары электрон-позитрон.

Загадка в том, что во время полета Джозеф Двайер зарегистрировал три пика γ-лучей с энергией 511 кэВ — это очевидное указание на аннигиляцию пар позитронов и электронов. Каждый пик γ-лучей длился около одной пятой секунды и сопровождался γ-излучением более низкой энергии. Однако, наблюдаемой энергии грозы было явно недостаточно, для создания позитронного облака протяженностью 1-2 км. Очевидно, что есть какой-то неизвестный механизм, с помощью которого грозы генерируют "лишнюю" антиматерию.

Некоторые физики считают измерения Двайера ошибочными. Возможно, "лишние" позитроны возникли в результате "дождя" космических лучей, или ученый попросту ошибся в оценках размера облака антиматерии.

Как бы то ни было, пока изучать грозы очень сложно, ведь внутри грозового фронта пилотируемые самолеты подвергаются смертельному риску, а возможности современных беспилотников в таких сложных метеоусловиях ограничены. В настоящее время Национальный научный фонд США планирует подробнее изучить грозы с помощью штурмовика А-10, который изначально был разработан для уничтожения танков. Это крайне живучая бронированная военная машина поможет подобраться ближе к центру грозы.