https://frosthead.com

Forskere fløj et jetfly i tordenvejr for at studere antimatter

For seks år siden fløj Joseph Dwyer, en atmosfærisk fysiker, et jetfly ind i hjertet af et tordenvejr. Flyets bane var ingen ulykke - Dwyer er lynekspert. Han er kendt for at sende små raketter bundet til jorden med kobbertråd direkte i storme for at tiltrække lynets bolte. Men på trods af mange års arbejde bugner mysterier om lynet og stormene, der producerer det. ”Indersiden af ​​tordenvejr er som bizarre landskaber, som vi næppe er begyndt at udforske, ” fortalte han Davide Castelvecchi for Nature .

Og under den bestemte flyvning for seks år siden opdagede Dwyer noget, han stadig ikke helt kan forklare. Efter det, han kalder "en forkert drejning", kom flyet ind i en mærkelig sky af antimaterie.

Forskere ved allerede, at tordenvejr er yngleområder for en bestemt form for antimaterie kaldet positroner. Disse partikler er det modsatte af elektroner. De bærer en positiv ladning (deraf navnet), hvor elektroner bærer en negativ ladning. Når de to mødes, ødelægger de hinanden, en begivenhed, som forskere kan se, fordi det smider en flash af gammastråler af. NASAs Fermi Gamma-ray Space Telescope var i stand til at få øje på disse gammastrålinger, der gnistrede gennem tordenvejr kort efter lanceringen i 2008. Hver flash giver en markant mængde energi - signaturen til et elektron- og positronmøde.

Dwyer's mission var derfor at kigge efter disse gammastrålinger. Han var derefter på Florida Institute of Technology og var i stand til at få et fly - den type, der normalt er fløjet af forretningsførere, rapporterer Castelvecchi - og flyver væk fra Georgia-kysten på jagt efter disse gammastråler. På et skæbnesvangert tidspunkt troede piloterne, at de var vendt tilbage mod kysten. Castelvecchi skriver:

”I stedet var det en linje med tordenvejr - og vi fløj lige gennem det, ” siger Dwyer. Flyet rullede voldsomt frem og tilbage og kastede pludselig nedad. ”Jeg troede virkelig, jeg skulle dø.”

I løbet af denne tid kom nogle af gammastrålesignaturerne, som Dwyer indspillede, imidlertid ikke ind på det rigtige energiniveau. De var lidt lavere energi end han forventede. I årene siden flyvningen har de forsøgt at finde ud af hvorfor. Dwyer og hans kolleger mistænker, at strålerne mistede energi, da de rejste gennem luften og nåede flyet. De estimerer, at flyet fløj gennem en lille sky af antimaterie omkring en til to kilometer på tværs.

Antimateriet vil stadig sandsynligvis være positroner, men hvor de kom fra er stadig til debat. I stedet for at blive skabt af tordenvejr, kunne de have streamet ind fra rummet i form af kosmiske stråler. Eller, som en anden fysiker, Aleksandr Gurevich, som ikke var med på holdet, antyder, flyvemaskets vinger kunne have samlet en ladning, produceret ekstremt intense elektriske felter, der genererede positroner.

Den eneste måde at besvare alle disse dvælende spørgsmål om antimateriale skyen er at gå tilbage til forbrydelsesstedet - Dwyer ønsker at sende vejrballoner i centrum af voldelige storme. US National Science Foundation håber også at flyve en detektor, der kan måle gammastråler i en storm igen, denne gang på et pansret antitankfly, der ikke bliver kastet så let rundt, rapporterer Castelvecchi. "Det er meget vanskeligt at foretage målinger i tordenvejr, " sagde Dwyer til Ira Flatow på NPRs Science Friday i 2010. "De er store farlige steder." Men ikke farligt nok til at dæmpe nysgerrigheden.

Forskere fløj et jetfly i tordenvejr for at studere antimatter