Blesky za bouřky vyrábějí radioizotopy a antihmotu  
Blesk, to není jenom tak. Mohutný úder elektrické energie za bouřky vyvolává zvláštní efekty, které bychom tam vlastně ani nečekali.
Antihmota na obzoru. Kredit: CC0 Creative Commons.
Antihmota na obzoru. Kredit: CC0 Creative Commons.

Přichází bouřka. Obloha potemní. V dálce je slyšet dunění. A najednou ostražitým tichem prošlehne divoký blesk. A po chvíli další. Takové jsou bouřky s blesky. Jsou známé po celé planetě a vždy je v nich cítit něco monumentálního a záhadného. Vědci teď potvrzují, že bouřky s sebou skutečně přinášejí zvláštní věci.

 

Teruaki Enoto. Kredit: RIKEN.
Teruaki Enoto. Kredit: RIKEN.

Tým japonských badatelů, který vedl Teruaki Enoto z Univerzity v Kjótu, publikoval v prestižním Nature studii, podle které fotony gama záření vytvořené blesky reagují s částicemi vzduchu. Přitom vznikají radioizotopy a dokonce i pozitrony, čili částice antihmoty, které představují protějšky elektronů.

 

Enoto podotýká, že se již dříve vědělo o tom, jak za bouří a blesků vzniká gama záření. A vědci uvažovali, že by fotony gama záření mohly reagovat s částicemi v atmosféře. Ale až teď se to Enotovi a spol. podařilo potvrdit.
V zimním období se oblast západního Japonska stává ideálním místem k pozorováním mohutných bouří plných oslnivých blesků. V roce 2015 Enotův tým zahájil stavbu soustav malých detektorů gama záření, které badatelé rozmisťovali na různé lokality západního pobřeží Japonska.


Badatelé se brzy dostali do problémů s financováním. Aby mohli pokračovat ve výzkumu, tak se museli obrátit na širší veřejnost prostřednictvím internetu. Enoto a spol. spustili crowdfundingovou kampaň, ve které vysvětlili použitou vědeckou metodu, a také cíle projektu. Jejich kampaň měla úspěch a vědci získali více finančních prostředků, než kolik činil jejich původní cíl.


Povzbuzeni úspěchem, Enoto a jeho spolupracovníci postavili více detektorů gama záření a instalovali je podél severozápadního pobřeží ostrova Honšú. V únoru 2017 se jim povedlo se čtyřmi detektory ve městě Kašiwazaki detekovat výrazný impuls gama záření, který se objevil po úderu blesku ve vzdálenosti pouhých pár set metrů. V té chvíli bylo vědcům jasné, že jsou na stopě doposud skrytých vlastností blesků.

 

Reakce po úderu blesku. Kredit: Kyoto University/Teruaki Enoto.
Reakce po úderu blesku. Kredit: Kyoto University/Teruaki Enoto.

Když badatelé analyzovali data z této události, tak se jim povedlo rozlišit celkem 3 výtrysky gama záření. První z nich trval méně než jednu milisekundu, druhý představoval dosvit gama záření po dobu pár desítek milisekund a třetí emise gama záření po úderu blesku trvala asi 1 minutu.

 

První výtrysk gama záření pocházel přímo z úderu blesku. Druhý výtrysk, čili dosvit gama záření, měl původ v reakci blesku s dusíkem v atmosféře. Gama záření z úderu blesku má v takovém případě dost síly na to, aby vyrazilo neutron z atomu dusíku. Když pak částice v atmosféře opět absorbují tyto neutrony, tak vzniká dosvit gama záření. Třetí, dlouhá emise gama záření podle Enota vzniká při rozštěpení nestabilních atomů dusíku, které přišly o neutron. Při tomto procesu totiž vznikají pozitrony, které se vzápětí srazí s nebližšími elektrony a zmizí ve víru anihilace, který uvolní paprsky gama záření.


Enoto podotýká, že lidé obvykle považují antihmotu za něco velmi zvláštního, co náleží do hájemství science-fiction. Kdo by podle Enota řekl, že antihmota může za letní bouřky svištět nad našimi hlavami?

Literatura
Kyoto University 22. 11. 2017, Nature 551: 481–484.

Datum: 24.11.2017
Tisk článku

Blesk a přepětí - Jiří Burant
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 296 Kč
cena: 296 Kč
Blesk a přepětí
Jiří Burant
Související články:

Jsou kulové blesky halucinacemi?     Autor: Stanislav Mihulka (09.07.2010)
Odpaluje blesky kosmické záření?     Autor: Stanislav Mihulka (09.05.2013)
Muži stopující blesky     Autor: Tomáš Psika (10.03.2016)
Jaká je předpověď blesků na exoplanetách?     Autor: Stanislav Mihulka (05.07.2016)



Diskuze:

Produkcia uhliku

Michal Lichvár,2017-11-29 16:04:02

Zaujimalo by ma, kolko uhliku a teda asi CO2 sa vyprodukuje pocas jednoho blesku?

Kolko ppm je to rocne?

A je to zahrnute v modeloch oteplovania? :)

Odpovědět

antihmota

Marian Buchta,2017-11-29 15:58:08

Neslo by vyrabat pozitrony takto umelym sposobom?

Odpovědět


Re: antihmota

Petr Kr,2017-11-30 15:39:18

Většinou se výrobci snaží výrobky dělat jednoduše s vysokou produktivitou a levně. Takže šlo, ale nechtějí to tak dělat, ledaže by na to byly dotace.

Odpovědět

blýskaní

Bluke .,2017-11-26 17:29:49

Užasná kniha "Blýskání" na túto tému je v od Prof. Kulhánka ČVUT Praha , určená pre odbornú verejnosť. Je tam aj kapitola o vytváraní rádioizotopov pri bleskoch, str.26,27. po prečítani článku ma hneď napadlo že nič nové pán Enoto neobjavil, len rozšíril o čosi znalosti.

kniha: https://www.martinus.sk/?uItem=110512

Odpovědět

Jaderné reakce.

Petr Šohaj,2017-11-24 21:29:05

Kdo by řekl, že "obyčejný blesk" může produkovat jaderné reakce. To je supr a odvážný nápad měřit ionizující záření poblíž blesků. Jen, prvotní vysokoenergetické fotony z blesku budou asi brzdné záření z megaelektronových výbojů. Jako gama záření by se měly označovat jen fotony pocházející z rozpadu a energetických přechodů atomových jader. Stejně tak anihilační fotony. Zajímavá je produkce uhlíku 14.

Odpovědět

Blesky a vznik částic.

Vlastislav Výprachtický,2017-11-24 17:27:51

Před vznikem blesku je možno detekovat narůstající koncentraci elektrostatického silového
pole. Ionizace pole vytváří mimo jiné teplotní podmínky pro iniciaci výboje, který prochází pozitivními nebo negativními směrovými kanály s indukovaným plazmatem. Za těchto vysoce energetických vlivů dochází k vytváření reakcí pro vznik uváděných výsledných částic.

Odpovědět


Re: Blesky a vznik částic.

Petr Kr,2017-11-24 20:53:06

Ta poslední věta mě překvapila. Měl jsem dojem, že to není tak složité. Ale teď vidím, že jsem udělal unáhlený závěr.

Odpovědět


Re: Blesky a vznik částic.

Ondřej Orság,2017-11-25 08:45:38

Mám znalosti pouze základní elektrotechniky. V elektrostatice se uvádí, že náboj nemůže být vytvořen ani zničen. Zajímalo by mě jak to, že tady mohou vznikat pozitrony? Díky za vysvětlení.

Odpovědět


Re: Re: Blesky a vznik částic.

Jiří Svejkovský,2017-11-25 18:59:16

Při absorpci gamma fotonu může vzniknout elektron-pozitronový pár. Tedy z ničeho něco. A ten pozitron, potká-li se opět s elektronem, láskyplně anihiluje za vzniku gamma fotonu. Z něčeho nic...

Odpovědět


Re: Re: Re: Blesky a vznik částic.

Josef Hrncirik,2017-11-26 10:32:44

Na Fukušimu to nemá.

Odpovědět


Re: Re: Re: Blesky a vznik částic.

Ondřej Orság,2017-11-26 16:55:40

Díky! Nebudu předstírat, že to plně chápu, ale díky!
Teď si teda nejsem jistý, jestli ta poučka o zničení a vytvoření náboje je pravdivá? Přeci asi jen bude mít na štítku trochu starší datum než objasnění interakce vysokoenergetického γ záření s elektronovým obalem atomu.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Blesky a vznik částic.

Petr Kr,2017-11-27 07:18:53

Ta "poučka" asi zní, že součet nábojů se nemění. Vytvořím-li nový + musím vytvořit i jeden -. Jinak pozitron ještě může vzniknout z protonu, který se změní na neutron. Tedy z jednoho + jiné +. A teď to už chápete? Protože interakce gama s elektronovým obalem atomu to není!

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Blesky a vznik částic.

Ondřej Orság,2017-11-27 09:38:55

Ta poučka se v učebnicích uvádí přesně jak jsem psal. Ale ve středoškolských učebnicích se neudává že to platí pro uzavřený systém. Takže už je mi jasné kde byla nejasnost.

Byl jsem překvapen frází "z ničeho nic" tak jsem hledal dál a interakci jsem opsal odsud: http://www.wikiskripta.eu/w/Elektron-pozitronov%C3%A9_p%C3%A1ry Tohle ale se mnou to není na diskuzi.

Myslím, že už je mi to pro mé potřeby jasné, díky oběma.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace