Ученые нашли источник антиматерии на Земле

К такому выводу пришли ученые, проанализировав данные с космического гамма-телескопа «Ферми», призванного искать источники гамма-излучения во Вселенной.

Этот телескоп обнаружил и вполне земные источники гамма-излучения - короткие гамма-вспышки, возникающие одновременно с молниями. Ежедневно на планете возникает около 500 таких вспышек, хотя большинство их не фиксируется.

«Эти сигналы являются первыми прямыми свидетельствами того, что грозы порождают пучки частиц антиматерии», - сказал Майкл Бриггс из университета Алабамы, один из членов команды «Ферми», представивший это открытие на конференции Американского астрономического общества в Сиэтле.

Один из приборов на борту «Ферми» - детектор гамма-вспышек GBM - зафиксировал 130 гамма-всплесков на Земле с момента запуска телескопа в 2008 году. Большинство из них было связано с грозами, происходившими в поле зрения аппарата.

Однако в четырех случаях прибор фиксировал гамма-вспышки, когда грозы на Земле были далеко за горизонтом. Так, например, «Ферми» "увидел" вспышку 14 декабря 2009 года, находясь над Египтом, в то время, как гроза была в 4,5 тысячи километров южнее, в Замбии, и напрямую "видеть" эту грозу GBM не мог.

Ученые объясняют такие случаи загоризонтного зрения присутствием антиматерии, а именно позитронов, антиподов электронов, среди "продуктов" грозы. Мощные потоки электронов, возникающие при разряде молнии, развивают скорость, близкую к световой, и в результате столкновения с атомами и молекулами производят гамма-излучение.

Как известно, гроза может приводить к возникновению электрического поля столь высокого напряжения, что за тысячную долю секунды она испускает столько заряженных частиц, сколько проходит через всю земную атмосферу в результате всех иных процессов.

Самым очевидным свидетельством появления таких электрических полей являются молнии. В свою очередь, гамма-излучение, воздействуя на атомы в атмосфере, может приводить к появлению пар частица-античастица - электронов и позитронов.

Позитроны, двигаясь вдоль силовых линий магнитного поля Земли, спустя 23 миллисекунды добирались до телескопа "Ферми", аннигилировали с электронами и порождали гамма лучи, которые и фиксировал монитор GBM. Энергия излучения - 511 килоэлектронвольт - соответствовала предположению об аннигиляции электронов и позитронов.

Когда электроны и позитроны сталкиваются, они испускают характерные световые лучи, которые и являются свидетельством появления антивещества.