बिजली भी एंटीमैटर पैदा करती है

हवा में बिजली उत्पन्न करने वाली परमाणु प्रतिक्रियाओं का पहला सबूत

बिजली न केवल उच्च-ऊर्जा विकिरण का उत्पादन करती है, बल्कि एंटीमैटर और नए आइसोटोप भी पैदा करती है। © unsplash / pixabay
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यहां तक ​​कि परमाणु नाभिक क्षय: प्रकाश न केवल उच्च ऊर्जा विकिरण का उत्पादन करते हैं, बल्कि आसपास की हवा में भी परमाणु प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर करते हैं। ये अपघटन प्रतिक्रियाएं एंटीमैटर छोड़ती हैं - पॉज़िट्रॉन का उत्पादन होता है, क्योंकि शोधकर्ताओं ने अब पहली बार प्रदर्शन किया है। इसके अलावा नया: परमाणु प्रतिक्रियाओं कार्बन आइसोटोप C-14 उत्पन्न करते हैं - रेडियोकार्बन डेटिंग के लिए एक परमाणु भिन्न रूप।

बिजली और गरज के साथ आंधी एक नाटकीय प्राकृतिक तमाशा है। तूफ़ान के बादलों में आवेश के अंतर से उत्पन्न परिणाम दसियों हज़ारों एम्पीयरों की धारा तक पहुँच सकते हैं और एक सेकंड के अंशों में गर्मी, आसपास की हवा 30, 000 डिग्री तक। उनका विस्फोटक विस्तार फिर गड़गड़ाहट उत्पन्न करता है।

पॉज़िट्रॉन कहाँ से आते हैं?

लेकिन इससे भी अधिक होता है: 2011 में, फर्मी गामा-रे दूरबीन ने बड़े तूफान वाले बादलों के ऊपर एक आश्चर्यजनक गामा-किरण दर्ज की। इस विकिरण की ऊर्जा 0.511 मेगाएलेट्रोनवोल्ट्स थी - और इस प्रकार बिल्कुल मूल्य जो कि पदार्थ से पॉज़िट्रॉन की प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप होता है। कहीं तूफान तो कहीं एंटीमैटर पैदा हुए होंगे।

पर कहाँ? शोधकर्ताओं को लंबे समय से संदेह है कि बिजली हवा के अणुओं और पॉज़िट्रॉन की परमाणु प्रतिक्रिया पैदा कर सकती है। इसके लिए एक प्रमाण था लेकिन अब तक। यह वही है जो क्योटो विश्वविद्यालय और उसके सहयोगियों से तेरुकी एनोटो ने हासिल किया है। अपने अध्ययन के लिए, उन्होंने जापान में निगाटा न्यूक्लियर पावर प्लांट के पास चार अति संवेदनशील गामा-रे डिटेक्टर स्थापित किए, जो अधिनियम में एक फ्लैश पकड़ने की उम्मीद कर रहे थे।

एक बिजली का बोल्ट "जाल में गिर जाता है"

6 फरवरी 2017 को, आखिरकार समय आ गया था: मजबूत चमक की एक जोड़ी को मापने वाले उपकरणों से केवल कुछ सौ मीटर की दूरी पर छुट्टी दे दी गई। शोधकर्ताओं ने रिपोर्ट में कहा, "परमाणु ऊर्जा संयंत्र के सभी चार डिटेक्टरों और यहां तक ​​कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र के संवेदकों ने 200 मिलीसेकंड गामा-किरण जारी की।" प्रदर्शन

इस घटना के भीतर, डिटेक्टरों ने तीन अलग-अलग चरण दर्ज किए: पहला एक मजबूत गामा निर्वहन था जो एक सेकंड से भी कम समय तक चलता था। इसके बाद एक कमजोर गामा-किरण की शुरुआत हुई जो कुछ दसियों मिलीसेकंड तक चली। यह कार्यक्रम केवल एक मिनट के भीतर समाप्त होने वाले चरण के साथ समाप्त हुआ, जिसमें 0.511 मेगाएलेट्रोनवोल्ट्स की ऊर्जा का अधिक से अधिक गामा विकिरण जारी किया गया था।

एक फ्लैश ence क्योटो विश्वविद्यालय / तेरुकी एनोटो में परमाणु प्रतिक्रियाओं की अनुक्रम

गैमपल्स और न्यूट्रॉन स्लिंगर्स

"हमें पता था कि पहले गामा-किरण फ्लैश को बिजली से ही आना था, " एनोटो बताते हैं। विद्युत निर्वहन इतना ऊर्जावान है कि न केवल दृश्यमान प्रकाश और एक्स-रे के फोटॉन जारी किए जाते हैं, बल्कि अधिक ऊर्जावान गामा विकिरण भी होते हैं। "आगे के विश्लेषण के माध्यम से, हम यह निर्धारित करने में सक्षम थे कि इस गामा-रे रिलीज के दूसरे और तीसरे चरण के पीछे क्या था, " एनोटो कहते हैं।

तदनुसार, विकिरण का दूसरा फट वायुमंडलीय नाइट्रोजन की एक परमाणु प्रतिक्रिया से उत्पन्न हुआ: बिजली की ऊर्जा परमाणु के नाभिक से एक न्यूट्रॉन को मारा, इस प्रकार अल्पकालिक आइसोटोप नाइट्रोजन -13 पैदा करता है। जारी न्यूट्रॉन हवा में अन्य गैस परमाणुओं से टकराता है और गामा विकिरण उत्पन्न करता है।

क्षय प्रतिक्रिया द्वारा एंटीमैटर

लेकिन रोमांचक तीसरा चरण है: शोधकर्ताओं ने रिपोर्ट के अनुसार, न्यूट्रॉन में बीटा क्षय द्वारा नाभिक के प्रोटॉन द्वारा अस्थिर नाइट्रोजन -13 आइसोटोप को विघटित किया। एक न्यूट्रिनो के अलावा, इलेक्ट्रॉन का एंटीमैटर बराबर मुक्त हो जाता है: एक पॉज़िट्रॉन। जैसे ही यह इलेक्ट्रॉनों के संपर्क में आता है, दोनों कण एक-दूसरे को रद्द कर देते हैं और इस विनाशकारी प्रतिक्रिया के लिए गामा विकिरण को छोड़ देते हैं।

इससे यह स्पष्ट हो जाता है: आंधी बादलों पर पड़ी गामा-रे बिजली में इसकी उत्पत्ति है। वे हवा में परमाणु प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर करते हैं जो एंटीमैटर और गामा विकिरण का उत्पादन करते हैं। "एंटिमैटर इसलिए कुछ ऐसा है जो तूफानी दिनों में सीधे हमारे सिर पर पैदा हो सकता है, " एनोटो कहते हैं।

एक आइसोटोप "कारखाना" के रूप में आंधी

हैरानी की बात है, भी: उनके माप के साथ, शोधकर्ताओं ने पृथ्वी के वातावरण में आइसोटोप के एक पूर्व अज्ञात स्रोत को प्रकट किया। इसलिए एलिमेंट वैरिएंट जैसे नाइट्रोजन -15, कार्बन -13 और कार्बन -14 का उत्पादन न केवल कॉस्मिक रेडिएशन या अन्य विदेशी स्रोतों से होता है, बल्कि गरज के साथ भी होता है।

"एनोटो और उनके सहयोगियों ने इस तरह बिजली से प्रेरित परमाणु प्रतिक्रियाओं के लिए पहला स्पष्ट सबूत प्रदान किया है, " निज़नी नोवगोरोड में रूसी परमाणु केंद्र के लियोनिद बेबिच ने एक साथ टिप्पणी में कहा। उदाहरण के लिए, यह ज्ञान महत्वपूर्ण है, क्योंकि कार्बन आइसोटोप C-14 जीवाश्म और पुरातात्विक खोज के रेडियोकार्बन डेटिंग में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। (प्रकृति, २०१ do; doi: १०.१०३ do / प्रकृति २४६३०)

(क्योटो विश्वविद्यालय, 24 नवंबर, 2017 - एनपीओ)