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望远镜和太空任务

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雷霆s加速宇宙电子

08 Jul 2009 詹姆斯Dacey
冒着风暴: 日本物理学家从山顶研究了云

除了产生壮观的闪电表演之外,雷霆还可以发出奇怪的伽玛光线爆发。现在,日本的一群研究人员声称具有最佳证据,但这些伽马射线由作用为巨大的粒子促进剂的云产生。科学家们通过在日本山顶的电动风暴中研究了本杰明富兰克林的精神。

众所周知,雷击罢工产生了短暂的伽玛光线,但在过去的几年里,科学家也观察到较长的伽马射线活动,最多90次 秒,不能用相同的机制解释。几个研究组已经将这些更长的事件与雷电的电场加速,但是有很少的物理数据来证实。

In 2007 日本宇宙雷电实验室的Harafumi Tsuchiya’s riken. 研究所和同事们出发了通过实验研究更长的爆发。科学家们在日本海岸前往核电站,在冬季雷暴期间进行电磁活动。他们发现—通过分析脉冲的能量分布—伽玛光线确实来自地球上方只有一公里左右’s surface.

雷击两次

通过这项最新研究,Tsuchiya及其同事搬迁到日本山顶2770 在海平面上方,以更详细地研究这种现象。在这个高度,科学家们能够捕获光子和电子的录制,他们现在已经确认了所接受的伽马射线的理论。

研究人员观察了宇宙电子,—抵达地球后’s atmosphere —加速到雷云中的相对论速度’S电场。偶尔这些电子与空气分子碰撞,空气分子撞击了在该领域中加速的电子。这可能导致失控或“avalanche”如果达到相对论的速度,可以发出Bremsstrahlung伽玛光线的电子。“我们同时检测到从雷霆队到达的伽马射线和精力充沛的电子” —Tsuchiya告诉了第一个这样的观察 physicsworld.com..

该领域的研究人员已经受到这些新结果的兴奋。“这种类型的观察非常罕见,因此任何新的观察结果都进一步了解了对该现象的理解,” said 杰里米托马斯 纽约和华盛顿大学的Bard High School II学院的地球物理领域研究员。

预测风暴

大卫史密斯 在加利福尼亚大学认识到这项研究的历史意义。“这项工作对领域来说非常重要,因为他们已经证明了这些“surges”伽玛光线具有一个能谱,表示它们是由非常精力充电电子的加速引起的—1925年CTR威尔逊首次预测的现象”.

这些延长的伽马射线爆发的相对较低的强度和稀缺性意味着它们对航空和通信没有真正的威胁。什么’更好的是,天气预报员可以从更彻底的了解对这种现象中受益。“这些伽马光线可能会给我们一个理解雷暴和闪电如何工作的工具,我们都不好,我们都不了解,” said Joseph Dwyer. 佛罗里达理工学院闪电研究人员。

“这项工作很有趣,因为它区分了由闪电之间雷暴之间产生的特定闪电事件产生的伽马射线突发,”英国阅读大学大气科学家吉尔斯哈里森说。

Tsuchiya和他的同事现在计划建造一系列新的探测器,该探测器测量与闪电和雷电相关的光子的到达方向。它们将在更广泛的区域上安装这些仪器,以增加记录事件的数量。“这些计划将更好地了解雷霆和闪电中的粒子加速度,” said Tsuchiya.

这项研究发表在 物理评论信.

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