美國航太總署發現 雷電風暴釋放出反物質 - 地球科學討論

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By David
at 2011-01-30T16:57

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http://e-info.org.tw/node/63057

摘譯自2011年1月18日美國,阿拉巴馬州報導;張桂芳編譯;蔡麗伶審校

科學家利用美國國家航空暨太空總署的費米伽瑪射線太空望遠鏡(NASA's Fermi
Gamma-ray Space Telescope)在雷電風暴上方發現反物質束,締造首次地球上,反物質
在自然狀態下出現的記錄。

科學家認為反物質粒子是在雷暴圈内形成,閃電時地球高層大氣中的伽瑪射線閃光中。根
據他們的估計,全球各地每天約出現500次伽瑪射線閃光,但大多數探測不到。

任職於亨茨維爾,阿拉巴馬大學費米伽瑪射線爆發監控小組成員邁克爾.布里格斯表示:
「這些信號是證明雷暴會產生反物質粒子束的第一個直接證據。」他上週在西雅圖召開的
美國天文學會會議上公佈了該小組的調查結果。

太陽耀斑在爆發過程中製造出反物質。在地球所在的銀河系中曾觀測到反物質雲,但這種
現象從未出現在地球上。

如同巨大的粒子加速器,雷暴可以噴發地面伽瑪射線閃光,稱為 TGFs,以及高能量的電
子和正電子。正電子是電子的反粒子。

於2008年6月11日升空的美國國家航空暨太空總署的費米伽瑪射線太空望遠鏡,其目的為
從距離地球上空350英里的軌道上,觀測光的最高能量形式伽瑪射線。

雖然費米伽瑪射線爆發顯示器設計用於觀察宇宙中的高能事件,同時還讓科學家對反物質
現象有更深的認識。

伽瑪射線爆發監視器每90分鐘環繞地球一圈,不斷監測整個地球上空。自費米太空望遠鏡
發射至今,伽瑪射線爆發監控小組已辨識出130個地面伽瑪射線閃光。

科學家長期以來一直懷疑,地面伽瑪射線閃光發生在雷暴頂部附近的強大電場。他們表示
,在適當條件下,該電場強到足以將大量電子向上推升,釋放出像雪崩般巨大的能量。

當前述高能量電子受到空氣分子阻力偏折而釋放出伽瑪射線,其速度幾乎可近光速。

通常這些被測到的伽瑪射線為地面伽瑪射線閃光。但如瀑布般噴瀉而出的電子,釋放出大
量的伽馬射線,讓電子和正電子遠遠爆噴出大氣層。這種狀況發生在當伽瑪射線的能量轉
換成一對粒子:一個電子和一個正電子的時候,而這些正是出現在地球上空350英里費米
軌道上的粒子。

觀測到正電子意味著許多高能量粒子衝出大氣層外。事實上科學家現在認為,所有TGFs皆
釋放出電子 /正電子束。這些研究結果的論文已被接受並刊登在「地球物理研究通訊。」

Thunderstorms Emit Beams of Antimatter, NASA Discovers
HUNTSVILLE, Alabama, January 18, 2011 (ENS)

For the first time, antimatter has been observed occurring naturally on
Earth, as scientists using NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope have
documented beams of antimatter produced above thunderstorms.

The scientists think the antimatter particles are formed inside thunderstorms
in terrestrial gamma-ray flashes associated with lightning. They estimate
that about 500 gamma-ray flashes occur daily worldwide, but most go
undetected.

"These signals are the first direct evidence that thunderstorms make
antimatter particle beams," said Michael Briggs, a member of Fermi's
Gamma-ray Burst Monitor team at the University of Alabama in Huntsville. He
presented the team's findings last week at the American Astronomical Society
meeting in Seattle.

Antimatter is created in solar flares on the Sun and clouds of antimatter
have been observed in the Milky Way, our home galaxy, but the phenomenon has
never before been seen on Earth.

Acting like enormous particle accelerators, thunderstorms can emit
terrestrial gamma-ray flashes, called TGFs, as well as high-energy electrons
and positrons, which are the antiparticles of electrons.

Launched June 11, 2008, NASA's Fermi Gamma-ray space telescope is designed to
monitor gamma rays, the highest energy form of light, from its orbit 350
miles above the Earth.

Although Fermi's Gamma-ray Burst Monitor is designed to observe high-energy
events in the universe, it also provides insights into the antimatter
phenomenon.

The Gamma-ray Burst Monitor constantly monitors the entire sky, circling the
Earth every 90 minutes. The Gamma-ray Burst Monitor team has identified 130
terrestrial gamma-ray flashes since the Fermi space telescope was launched.

Scientists long have suspected terrestrial gamma-ray flashes arise from the
strong electric fields near the tops of thunderstorms. Under the right
conditions, they say, the field becomes strong enough that it drives an
upward avalanche of electrons.

Reaching speeds nearly as fast as light, the high-energy electrons give off
gamma rays when deflected by air molecules.

Normally, these gamma rays are detected as a terrestrial gamma-ray flash. But
the cascading electrons produce so many gamma rays that they blast electrons
and positrons clear of the atmosphere. This happens when the gamma-ray energy
transforms into a pair of particles: an electron and a positron. It is these
particles that reach Fermi's orbit 350 miles above the Earth.

The detection of positrons shows many high-energy particles are being ejected
from the atmosphere. In fact, scientists now think that all TGFs emit
electron/positron beams. A paper on these findings has been accepted for
publication in the journal "Geophysical Research Letters."

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All Comments

Jacky avatar
By Jacky
at 2011-02-02T14:42
第一段翻譯有問題 原文指的是第一次觀測到
Daniel avatar
By Daniel
at 2011-02-05T12:26
中文寫的是第一次出現 這兩者相差甚遠....

浮游性有孔蟲紀錄

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By Thomas
at 2011-01-27T01:10
要解決這個問題 就需要在middle Miocene同時擁有底棲有孔蟲和浮游有孔蟲的氧同位素記錄 若是熱帶太平洋的記錄 八成是西赤道太平洋的 Ontong Java Plateau 才有那麼老且完整的記錄 可參照 Corfield, R.M., and Cartlidge, J.E., 1993. Oxyg ...

浮游性有孔蟲紀錄

Bennie avatar
By Bennie
at 2011-01-26T22:15
難得有非地震或是構造相關的問題,就讓小弟來拋磚引玉好了 (是說難得遇到我稍微會一點的東西XD) 不曉得你讀得是哪一本書,也許可以將書名PO上來與大家分享? 稍微整理一下,你的問題裡包含了幾件事情: 1. 一千五百萬年來冰川的體積真的增加了嗎?增加在哪裡? 2. 有孔蟲的氧同位素(delta 18O, d ...

黃石公園地底火山 岩漿持續膨脹

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By Connor
at 2011-01-26T03:59
黃石公園地底火山 岩漿持續膨脹 【聯合報╱編譯張佑生/綜合報導】 2011.01.26 03:36 am 美國黃石公園有全球最大的地底火山,2004年起該火山活動已逐漸加強。圖為黃石公園內 的溫泉池。 (本報系資料照片)美國黃石國家公園擁有全球最大的地底火山,已有60萬年不曾噴發。 不過,自2004年起 ...

地球暗化和暖化的拉扯?

Skylar DavisLinda avatar
By Skylar DavisLinda
at 2011-01-26T01:41
※ 引述《mmcin2100 (劃過天空的火流星)》之銘言: : 最近看到一個消息,有科學家研究地球的日照 : 發現從195x~199x年全球的陽光穿透度 : 有的地區少則減少10%,多則60%????? : 也就是說地球變暗了~原因來自於人類製造的懸浮微粒 : 阻擋了陽光的穿透 英文對應的 ...

浮游性有孔蟲紀錄

Valerie avatar
By Valerie
at 2011-01-26T00:52
最近讀到一本書, 提到過去一千五百萬年冰川的體積增加, 深海底棲性 有孔蟲d18O值隨之增加, 可是熱帶太平洋的浮游性有孔蟲d18O值卻較無變 化, 不知道要怎麼解釋. 是因為表層且熱帶所以海水溫度變化較小嗎? 還是什麼原因.. 謝謝! - ...