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2018-11-18

雷が反物質の雲をつくる by 京都大学 こんな身近なところで?!


榎戸輝揚 白眉センター特定准教授、和田有希 東京大学博士課程学生、古田禄大 同博士課程学生、中澤知洋 同講師、湯浅孝行 博士、土屋晴文 日本原子力研究開発機構研究副主幹、佐藤光輝 北海道大学講師らの研究グループは、雷が大気中で原子核反応 (光核反応) を起こすことを突き止めました。

情報源: 雷が反物質の雲をつくる -雷の原子核反応を陽電子と中性子で解明-

ダ・ヴィンチ・コード」の作者ダン・ブラウンの作品「天使と悪魔」は、CERN(欧州原子核研究機構)から反物質が盗まれ、爆弾として使われ、バチカン宮殿を危機に陥れる、という話でした。エンターテインメントとしては面白かったのですが、反物質ってそんなに手軽に持ち運んだりできないよ、というツッコミがあちこちから上がった作品です。私もそう思った一人。
でも、今回の京都大学の発見のニュースを読んで、意外と身近なところで反物質の“塊”(「雲」と表現されています)ができているなんて驚き。電子と陽電子がペアで発生する“電子対生成”という現象は、エネルギーが電子の静止エネルギー二個分(約1.1MeV)あれば起きるので、珍しいものではありません。でも、それが雲の上で日常的に起きていたとは知りませんでした。そりゃそうですね。今回が初の発見なのですから。

雷による強力な光(ガンマ線)が大気中の窒素原子(空気の約78%は窒素)に衝突して中性子が核から一個、放り出される。不安定な同位体となった窒素原子は、ニュートリノと陽電子を放出して、安定した炭素原子に変わる(ベータプラス崩壊)。この陽電子が大気中の電子と衝突し、対消滅してガンマ線を放出する。

このような現象が雷雲の中で起きているのだそうです。雷様、反物質やら炭素同位体やら、色んなものを作り出していたんですね。

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