Антиматерия на Земле

В 2009 году гамма-телескоп из принадлежащей NASA космической обсерватории «Ферми» (Fermi Gamma-ray Space Telescope) впервые зафиксировал вспышки гамма-излучения, связанные с грозами. Проанализировав гамма-излучение, вызванное земными позитронами, Майкл Бриггс (Michael S. Briggs) с коллегами из Алабамского университета (University of Alabama in Huntsville), США, пришли к выводу, что для возникновения пучков антивещества (в частности, позитронов) не нужны какие-либо особые условия. Бриггс представил эти результаты 10 января на зимней сессии Американского астрономического общества (American Astronomical Society).

Согласно Бриггсу, благодаря выделению позитронов и электронов возникают земные вспышки гамма-излучения (это явление было открыто в 90-е годы XX века, и оно до сих пор недостаточно хорошо понято). При встрече электронов с позитронами они аннигилируют, и возникает гамма-излучение энергией 511 тыс. электронвольт.

Телескопы обсерватории «Ферми», фиксирующие возникающее из-за позитронов гамма-излучение, обычно располагаются непосредственно над областями, в которых идет гроза, но в четырех случаях было зафиксировано такое излучение от гроз, находящихся за тысячи километров. Так, 14 декабря 2009 года телескоп находился над Египтом в тот момент, когда единственная гроза на Земле была в Замбии, вне зоны его прямой видимости. И тем не менее была зафиксирована вспышка гамма-излучения, характерная для аннигиляции электронов и позитронов, длившаяся рекордно долгое время – 30 миллисекунд. Группа Бриггса объясняет это тем, что электроны и позитроны, выброшенные во время замбийской грозы, двигались вокруг Земли благодаря земному магнитному полю и так добрались до космической обсерватории. Большая их часть аннигилировала немедленно, но некоторые продвинулись дальше, отразились в магнитном поле, вернулись к телескопу через 23 миллисекунды и снова дали вспышку.

Как отметил не входящий в эту исследовательскую группу Стивен Каммер (Steven Cummer) из университета Дьюк (Duke University) в Северной Каролине, «сама мысль, что на каждой планете бывают грозы, при которых антивещество не только возникает, но и выбрасывается в космос, выглядит как научная фантастика. Еще удивительней, что это происходит и на нашей планете, и так, возможно, было в течение миллионов лет».

По словам Каммера, открытие пучков антивещества «дает нам очень важную информацию, с помощью которой можно связать воедино то, что мы знаем о возникновении и распространении молний».

Напомним, что с целью поиска антиматерии в космос будет запущен разработанный в Европейской организации ядерных исследований (European Organization for Nuclear Research), Швейцария, 8,5-тонный альфа-магнитный спектрометр (AMS). Основной задачей детектора будет поиск темной материи, которая составляет 95% нашей Вселенной. Также ученые надеются, что спектрометр предоставит детальную информацию о наэлектризованных космических лучах, исследование которых может быть проведено только из космоса.