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雷神归来——反物质只存在于科幻小说中吗

2017-11-29 11:46:00   来源： 人学研究网   评论：0

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  • 当诸神走到黄昏，雷神托尔出现在大屏幕上，挥动锤子，电光四闪时，这让不少观众大饱眼福，心潮澎湃。不过，更有一个激动人心的事，近日，《自然》的一项研究称，闪电引起光核反应，并产生放射性同位素。
  • 这是由日本京都大学的物理学家Teruaki Enoto在11月23日发表的一篇论文中首次证实，闪电是一种自然粒子加速器。
  • 也就是说闪电正在地球上制造大量反物质。虽然人们总以为反物质只存在于科幻小说。
  • Enoto和他的合著者的研究结果首次证实了关于这一现象的猜测。科学家们认为，充满活力的放射性粒子可能会在雷暴中快速地穿过。这些粒子以精确的波长发出能量。
  • 这是什么意思？当闪电击中时，电子在云层和地球表面之间(或在两个云层之间)发出尖锐的声音。但粒子不会穿越真空。
  • 在这个过程中，它们一次又一次地撞击到大气气体分子中。
  • 所有这些碰撞都将气体加热到一个叫做等离子体的状态，这种状态会在黑体辐射中发光(一种由一些不透明物体发出的电磁辐射)。
  • 人们可以看到，在闪电的特征中，有一些发光的光芒。但有些辐射发生在频率，包括x射线和伽马射线，远远高于人眼能探测到的范围。
  • Enoto的研究结果显示，这些无形能量的光束——尤其是伽马射线——在大气中激发周围的氮和氧，从而从分子中撞击出中子。
  • 换句话说，这个过程导致了核裂变。现在，事情变得非常激动人心。
  • 14个中子的氮原子核是稳定的。但是把其中一个中子拿走，剩下的是氮13，一种不稳定的放射性同位素。同样,氧16是稳定的,但氧15并非如此。
  • 很快，所有的氮13和氧15分子都衰变了。每一个不稳定的同位素发射额外的中微子和正电子(电子的反物质伙伴);它们都是具有奇异特性的基本粒子。
  • 中微子流，几乎无法探测。但是正电子，或反电子，继续与他们的双胞胎发生碰撞:大气中的环境电子。
  • 当物质和反物质相遇时，它们会在能量的标志性闪光中湮灭。在这种情况下，这产生一个伽马射线，能量为0.511兆电子伏。
  • 这就是Enoto和他的同事们从雷暴中检测到的数据，显示出雷雨云是一个巨大的自然粒子加速器在天空中漂移。
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