Обратив свои датчики в сторону Земли, орбитальный телескоп Fermi обнаружил, что в грозовых молниях можно обнаружить… антиматерию.

Конечно, Земля – далеко не главный объект исследований телескопа Fermi (проводит исследования Вселенной в самом неистовом и непредсказуемом – гамма-диапазоне). Главное для него – наблюдение за далеким космосом, за объектами, расположенными в миллиардах световых лет от нас. Но и на Земле работы его приборам находится достаточно.

http://www.popmech.ru/images/upload/article/molniya_2_1258370793_full.jpg

Уже за те 14 месяцев, что он проработал на орбите, аппарат 17 раз фиксировал вспышки гамма-излучения, исходящие от нашей планеты. И все они подозрительно совпадали с мощными грозами. При этом многие вспышки содержали даже следы того, чего ожидать от обычной грозы сложно – антиматерии.

Антивещество́ — материя, состоящая из античастиц. По современным представлениям, силы, определяющие структуры материи (сильное взаимодействие, образующее ядра, и электромагнитное взаимодействие, образующее атомы и молекулы) совершенно одинаковы как для частиц, так и для античастиц. Это означает, что структура антивещества должна быть идентична структуре обычного вещества.

Отличие вещества и антивещества возможно только за счёт слабого взаимодействия, однако при обычных температурах слабые эффекты пренебрежимо малы.

Первым объектом, целиком составленным из античастиц, был синтезированный в 1965 году анти-дейтрон; затем были получены и более тяжёлые антиядра. В 1995 году в ЦЕРНе был синтезирован атом антиводорода, состоящий из позитрона и антипротона. В последние годы антиводород был получен в значительных количествах и было начато детальное изучение его свойств.

Несмотря на почти полную идентичность свойств вещества и антивещества, между ними есть огромная разница в космических масштабах.

При взаимодействии вещества и антивещества их масса превращается в энергию. Такую реакцию называют аннигиляцией. Подсчитано, что при вступлении во взаимодействие 1 кг антиматерии и 1 кг материи выделится приблизительно 1,8×1017 джоулей энергии, что эквивалентно энергии выделяемой при взрыве 42,96 мегатонн тротила. Самое мощное ядерное устройство из когда-либо взрывавшихся на планете, «Царь-бомба», соответствовало 57 мегатоннам. Следует отметить, что порядка 50 % энергии, выделившейся при аннигиляции (реакции пары нуклон-антинуклон), выделяется в форме нейтрино, которые практически не взаимодействуют с веществом.

Известно, что наблюдаемая часть вселенной состоит почти исключительно из вещества, а не из антивещества. Предполагается, что столь сильная асимметрия между веществом и антивеществом возникла в первые доли секунды после Большого Взрыва.

В ходе происходивших недавно грозовых бурь Fermi зафиксировал гамма-излучение, характеристики которого ясно говорят, что появиться оно могло лишь в результате аннигиляции позитронов – античастиц электронов, во всем схожих с ними, но имеющих положительный электрический заряд. О находке сообщил недавно американский физик Майкл Бриггс (Michael Briggs). И сообщение стало сюрпризом даже для специалистов.

Предыдущие наблюдения молний, сделанные другими инструментами, также показывали, что они нередко порождают вспышки гамма-лучей: создаваемые молниями быстрые электроны замедляются, избыток же энергии переходит в излучение. Однако данные зонда Fermi позволяют предположить, что в некоторых случаях «нормальная» ориентация электромагнитного поля молнии меняется на обратную – и порождают ее не электроны, а позитроны. Эту гипотезу, впрочем, еще предстоит проверить и в теории, и на практике.

http://www.popmech.ru/images/upload/article/molniya_1_1258370793_full.jpg