کشف انتشار پرتوهای پادماده به سوی زمین در چشم طوفان
ايسنا/ دانشمندان پرتوهاي پادماده را که در ناحيه چشم يک طوفان به سمت زمين منفجر ميشوند، شناسايي کردند. محققان در جديدترين مطالعه خود دريافتهاند که پرتوهاي پادماده(ضد ماده) در ناحيه "چشم طوفان" به سوي زمين پرتاب و منفجر ميشوند. چشم طوفان ناحيهاي است با هواي آرام که در ميانه طوفانهاي شديد گرمسيري ايجاد ميشود. چشم طوفان پهنهاي تقريبا دايرهوار، همراه با باد نسبتا سبک و هواي صاف است که با «چشمديواره» محصور ميشود. قطر چشم طوفان معمولا بين 30 تا 65 کيلومتر ميباشد. چشمديواره، ديوارهاي از ابرهاي کومولونيمبوس است که چشم طوفان را دربرميگيرد. چشمديواره جايي است که حلقهاي از تندرهاي بلندبالا و توفنده در آن قرار دارند و شديدترين هواي طوفاني در آن رخ ميدهد. کمترين فشار جوي طوفان در چشم آن پديد ميآيد و اين فشار ميتواند تا 15 درصد کمتر از فشار جوي منطقه بيرون از طوفان باشد. اگر چه طوفان پاتريشيا يکي از قويترين طوفانهايي بود که تاکنون ثبت شده بود، اما اداره ملي اقيانوسي و جوي (NOAA) را از پرواز مستقيم هواپيماهاي پژوهشي به ميان آن بازنداشت. در حال حاضر، محققان يافتههاي خود را، از جمله تشخيص انفجار يک پرتو پادماده به زمين، به همراه تشعشع اشعه ايکس و پرتو گاما گزارش شده است. دانشمندان در سال 1994 "پرتوهاي گاماي زميني"(TGFs) را کشف کردند. اين امواج توسط ابزارهاي طراحي شده براي تشخيص انتشار اشعه گاما از فضاي عميق صورت گرفت که متوجه سيگنالهاي منتشره از زمين شدند. اين پرتوها بعدها با طوفانها مرتبط دانسته شدند و بعد از هزاران مشاهده و بررسي، به عنوان بخشهاي عادي از اصابت رعد و برق در نظر گرفته شدند. مکانيزمهايي که در پشت اين انتشار قرار دارند، هنوز در هالهاي از ابهام هستند، اما روايت اصلي ميگويد: اول، ميدانهاي الکتريکي قدرتمند در رعد و برق باعث ميشود که الکترونها تقريبا به سرعت نور برسند. همينطور که اين الکترونها با انرژي زياد، اتمهاي ديگر را در هوا پراکنده ميکنند، الکترونهاي ديگر را هم تسريع ميکنند و به سرعت يک بهمن از آنچه که به نام الکترونهاي نسبيتي شناخته ميشود، ايجاد ميکنند. همه اين برخوردها نيز پرتوهاي گاما منتشر ميکنند و زماني که اين انتشار به اندازه کافي در آنِ واحد اتفاق ميافتد، ميتوانند يک "TGF" بسيار درخشان ايجاد کنند. اما يک عارضه نيز وجود دارد و آن ايجاد پادماده است. هنگامي که اشعههاي گاما با هسته اتم در هوا برخورد ميکنند، يک الکترون و معادل پادماده آن، يعني"پوزيترون" را ايجاد ميکند و آنها را در جهتهاي مختلف پخش ميکند. پادماده(Antimatter) مانند ماده از ذراتي به نام ضد ذره تشکيل شده که با ذرات معمولي فرق دارند. در ضد ماده بار هسته منفي و بار ذرات مداري مثبت است که معکوس ماده است. به عنوان مثال ذرهاي به نام پوزيترون وجود دارد که تمام ويژگيهايش به جز بار الکتريکي مشابه الکترون است. پوزيترون حامل بار مثبت است در حالي که بار الکترون منفي است. البته نبايد پوزيترون را با ذره باردار مثبت ديگر، يعني پروتون اشتباه گرفت. پروتون تقريبا 2 هزار بار سنگينتر از الکترون است. به علاوه، پروتون داراي زير ساختارهايي به نام کوارک است. از طرف ديگر، پوزيترون همجرم الکترون است و تا آنجا که ميدانيم پوزيترون و الکترون هيچکدام داراي زير ساختار نيستند. فيزيکدانان ذرات، پوزيترون را پادماده الکترون ميدانند. در برخوردهاي با انرژي بالا، بخشي از انرژي جنبشي به ماده تبديل ميشود و ميتوان با انتخاب مناسب ذرات برخوردکننده، پادذرهها را توليد کرد. نشانههاي وجود پادماده در گذشته در طوفانها ديده شده است، اما يک پديده خاص به نام پرتو معکوس پوزيترون که ذرههاي پادماده را به سمت پايين ميفرستد، تنها با مدلهاي TGF پيشبيني شده است. حداقل تا زماني که هواپيماي شکارچي طوفان سازمان ملي اقيانوسي و جوي در سال 2015 به پاتريشيا برخورد کند، يک وسيله به نام شناساگر هوايي براي انتشارات شديد رعد و برق(ADELE) براي اندازهگيري اشعههاي ايکس و گاما در TGFها طراحي شده بود. اما با پرواز اين هواپيما به دل طوفان پاتريشيا، محققان به روشني نشانههاي پرتو معکوس پوزيترون را از چشم طوفان مشاهده کردند. "ديويد اسميت"، نويسنده اين مطالعه ميگويد: اين اولين تأييد پيشبيني نظري TGFها است و نشان ميدهد که TGFها جو را از بالا به پايين با پرتو پرانرژي ميشکافند. محققان ميگويند در آينده اين ابزارها ممکن است نيازي به شناور بودن در طوفان نداشته باشند تا اين تشخيصها را انجام دهند. "اسميت" افزود: ما آن را در ارتفاع 2.5 کيلومتري شناسايي کرديم و من تخمين ميزنم که آشکارسازهاي ما توانسته باشند آن را از ارتفاع 1.5 کيلومتري مشاهده کرده باشند. بنابراين بسياري از مکانها مستعد مشاهده اين پديده هستند، به شرطي که شما يک ابزار رصدي را در جاي مناسب و در زمان مناسب در طول يک رعد و برق به کار بگيريد. اين تحقيق در مجله تحقيقات ژئوفيزيکي(Geophysical Research) منتشر شده است. همراهان عزيز، آخرين خبر را بر روي بسترهاي زير دنبال کنيد: آخرين خبر در سروش http://sapp.ir/akharinkhabar آخرين خبر در ايتا https://eitaa.com/joinchat/88211456C878f9966e5 آخرين خبر در آي گپ https://igap.net/akharinkhabar آخرين خبر در ويسپي http://wispi.me/channel/akharinkhabar آخرين خبر در بله https://bale.ai/invite/#/join/MTIwZmMyZT آخرين خبر در گپ https://gap.im/akharinkhabar