Γιγάντιος φυσικός επιταχυντής σωματιδίων πάνω από τα καταιγιδοφόρα νέφη!

Ο ερευνητής Martin Fullekrug με αντικείμενο τους κεραυνούς και τις καταιγίδες, στο Βρετανικό Πανεπιστήμιο του Bath, ανακάλυψε ότι κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας, μπορεί να σχηματιστεί ένας γιγάντιος φυσικός επιταχυντής σωματιδίων, 40 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της Γης.

Η εικόνα πάνω δείχνει μια παροδική λάμψη «φάντασμα» πάνω από μια καταιγίδα στη Γαλλία το Σεπτέμβριο του 2009

Όταν οι έντονες ηλεκτρικές εκκενώσεις στις καταιγίδες συμπίπτουν με τον ερχομό υψηλής ενέργειας σωματιδίων από το διάστημα (κοσμική ακτινοβολία), η φύση παρέχει τις κατάλληλες συνθήκες για να σχηματίσουν ένα γιγάντιο επιταχυντή σωματιδίων πάνω από τα καταιγιδοφόρα νέφη.


Έτσι, οι επιταχυντές σωματιδίων δεν δημιουργούνται μόνο στο CERN αλλά και στην ίδια τη φύση. Όταν οι συνθήκες το επιτρέπουν, οι ηλεκτρικές καταιγίδες που μαίνονται σε ύψος 40 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της Γης, δημιουργούν στενές ακτίνες ηλεκτρονίων με ταχύτητες που πλησιάζουν την ταχύτητα του φωτός, σύμφωνα με τον νέα βρετανική επιστημονική έρευνα.

Για να δημιουργηθεί ένας φυσικός επιταχυντής στον ουρανό, πρέπει να συνυπάρξουν ταυτόχρονα ισχυρές αστραπές λόγω των καταιγίδων και κοσμικές ακτίνες, δηλαδή υψηλής ενέργειας σωματίδια από το διάστημα, σύμφωνα με τον Martin Fullekrug, που είναι επικεφαλής της έρευνας.

Η κοσμική ακτινοβολία αποσπά ηλεκτρόνια από τα άτομα του ατμοσφαιρικού αέρα, ενώ οι κεραυνοί (αστραπές) ωθούν τα ηλεκτρόνια προς τα πάνω, κατά μήκος των γραμμών του ηλεκτρικού πεδίου των κεραυνών. Τα ηλεκτρόνια αυτά έχοντας επιταχυνθεί μετατρέπονται σε μια στενή ακτίνα σωματιδίων, που μπορεί να κινηθεί ανοδικά από το χαμηλότερο επίπεδο της ατμόσφαιρας (την τροπόσφαιρα) προς την μέση ατμόσφαιρα και ακόμα πιο ψηλά.

Η ενέργεια μιας τέτοιας ακτίνας ηλεκτρονίων ισοδυναμεί με την ισχύ ενός μικρού πυρηνικού εργοστασίου, αλλά φυσικά είναι πολύ μικρότερη από την ενέργεια που παράγεται στο CERN. Τα ηλεκτρόνια αυτά, που με την κίνηση τους παράγουν μια πληθώρα ραδιοκυμάτων παγιδεύονται, τελικά, στις ζώνες ακτινοβολίας της Γης και προκαλούν παρεμβολές στις δορυφορικές επικοινωνίες και στην πλοήγηση.

Οι υποψίες για τη δημιουργία φυσικών επιταχυντών στη ζώνη που βρίσκεται πάνω από τα νέφη των ηλεκτρικών καταιγίδων, είχαν ξεκινήσει το 1925, όταν ο Σκοτσέζος φυσικός και νομπελίστας Charles Thomson Rees Wilson μελέτησε τα ηλεκτρικά φορτία που απελευθερώνονται από τις καταιγίδες.

Τα επόμενα χρόνια πέντε διαφορετικές προγραμματισμένες διαστημικές και δορυφορικές αποστολές (TARANIS, ASIM, CHIBIS, IBUKI, FIREFLY) θα μπορέσουν να μετρήσουν απευθείας αυτές τις ακτίνες σωματιδίων των φυσικών επιταχυντών.

"Είναι εντυπωσιακό να βλέπουμε ότι η φύση δημιουργεί επιταχυντές σωματιδίων μόλις λίγα χιλιόμετρα πάνω από τα κεφάλια μας", δήλωσε ο Fullekrug. "Όταν οι μελλοντικές αποστολές μελετήσουν με μεγαλύτερη λεπτομέρεια το φαινόμενο από το διάστημα, θα έχουμε μια πολύ καλύτερη ιδέα για το πώς πραγματικά δουλεύουν. Οι επιταχυντές αυτοί αποτελούν ένα γοητευτικό παράδειγμα της αλληλεπίδρασης ανάμεσα στη Γη και στο ευρύτερο σύμπαν".

Η έρευνα παρουσιάστηκε στο εθνικό αστρονομικό συνέδριο της Βρετανίας στη Γλασκόβη.

Πηγή: http://www.physics4u.gr