照明は、私たち人間にとっては常に畏怖と謎の源でした。古代、人々はそれをゼウスやトールのような神々、ギリシャ語と北欧のパンテオンの父親と関連付けました。現代科学と気象学の誕生により、照明はもはや神の州とは見なされなくなりました。しかし、これはそれが運ぶ謎の感覚が少し減少したという意味ではありません。
たとえば、科学者たちは、ガスの巨大な木星（適切に！）や金星の地獄のような世界など、他の惑星の大気で雷が発生することを発見しました。そして、京都大学の最近の研究によると、照明によって引き起こされるガンマ線は空気分子と相互作用し、定期的に放射性同位元素、さらには電子の反物質バージョンである陽電子さえ生成します。
この研究は、「雷放電によって引き起こされる光核反応」と題され、最近科学ジャーナルに掲載されました。 自然。研究は、京都大学白眉先端研究センターの研究者である榎戸照明氏が主導し、東京大学、北海道大学、名古屋大学、理化学研究所仁科センター、MAXIチーム、日本原子力研究所のメンバーが参加しました。代理店。
しばらくの間、物理学者は高エネルギーのガンマ線の小さなバーストが雷雨によって生成される可能性があることを認識してきました。これは「地上ガンマ線フラッシュ」として知られています。それらは、電子を加速する静電界の結果であると考えられており、その後、大気によって減速されます。この現象は宇宙ベースの観測所によって最初に発見され、最大100,000電子ボルト（100 MeV）の光線が観測されました。
関与するエネルギーレベルを考慮して、日本の研究チームは、これらのガンマ線のバーストが空気分子とどのように相互作用するかを調査しようとしました。プロジェクトを率いる京都大学の榎戸輝明が京都大学のプレスリリースで説明したように：
「雷雲と稲妻がガンマ線を放出することをすでに知っていて、それらが何らかの形で大気中の環境要素の核と反応すると仮定しました。冬には、日本の西海岸地域は、強力な落雷や雷雨を観察するのに最適です。そこで、2015年に一連の小型ガンマ線検出器の構築を開始し、海岸沿いのさまざまな場所に配置しました。」
残念ながら、チームは途中で資金調達の問題に遭遇しました。 Enotoが説明したように、彼らは一般の人々に手を差し伸べることに決め、彼らの仕事に資金を供給するためにクラウドファンディングキャンペーンを確立しました。 「 『アカデミスト』サイトを通じてクラウドファンディングキャンペーンを立ち上げました」と彼は言った、「私たちは科学的な方法を説明し、プロジェクトの目的を説明しました。皆様のご支援のおかげで、当初の資金目標をはるかに超える成果を上げることができました。」
彼らのキャンペーンの成功のおかげで、チームは本州の北西海岸の向こう側に粒子検出器を構築して設置しました。 2017年2月には、隣接する新潟の町から数百メートル離れた柏崎市に4台の検出器を設置した。検出器が設置された直後、新潟で落雷が発生し、調査ができました。
彼らが見つけたのは、まったく新しくて予期しないものでした。データを分析した後、チームはさまざまな期間の3つの異なるガンマ線バーストを検出しました。最初はミリ秒未満で、2番目は崩壊に数ミリ秒かかるガンマ線残光であり、最後は約1分間続く長時間の放出でした。 Enotoが説明したように：
「最初のバーストは落雷によるものであることがわかりました。分析と計算により、最終的には2番目と3番目の排出の原因も特定しました。」
彼らは、2番目の残光は、大気中の窒素と反応する雷によって引き起こされたと判断しました。本質的に、ガンマ線は窒素分子に中性子を失わせることができ、ガンマ線残光を生成したのは他の大気粒子によるこれらの中性子の再吸収でした。最終的な長時間の放出は、不安定な窒素原子の分解の結果でした。
物事が本当に面白くなったのはここでした。不安定な窒素が分解すると、陽電子が放出されて電子と衝突し、物質と物質の消滅を引き起こしてより多くのガンマ線を放出しました。江戸氏が説明したように、これが証明したのは、初めて反物質が共通のメカニズムにより自然界で発生する可能性のあるものであることです。
「反物質は空想科学小説にのみ存在するものだと私たちは考えています」と彼は言った。 「嵐の日に頭上を通過することを誰が知っていましたか？そして、「アカデミスト」を通じて私たちに加わったサポーターのおかげで、これらすべてを知っています。私たちは本当に皆に感謝しています。」
これらの結果が実際に正しい場合、反物質は、私たちがそう考える傾向にある非常にまれな物質ではありません。さらに、この研究は高エネルギー物理学と反物質研究の新たな機会を提示する可能性があります。このすべての研究は、それを作成するための新しいまたは洗練された技術の開発にもつながる可能性があります。
Enoto氏と彼のチームは、今後、日本沿岸で現在も稼働している10個の検出器を使用して、さらに研究を進めたいと考えています。彼らはまた、クラウドファンディングをはるかに超えたプロセスであり、データの処理と解釈を助ける市民科学者の努力を含む彼らの研究に公衆を巻き込み続けることを望んでいます。
