作者:Teruaki Enoto 来源:《自然》 发布时间:2017/11/28 14:59:14
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研究发现闪电触发核反应

图片来源:Massimiliano Clari/Alamy Stock Photo

 

像碳-13、碳-14和氮-15一样的罕见原子形式一直被用于阐明古时手工艺品的年代和探寻史前食物链的细微差别。这些罕见同位素源自何处?研究发现,它们来自由外太空高能宇宙射线触发的大气层中复杂的亚原子级联反应。如今,科学家为这个清单增加了一种新的同位素引发剂:闪电。

用于探寻各种地球化学过程的示踪物——碳-13,通常在高能宇宙射线进入大气层并同那里最丰富的氮形式——氮-14原子发生撞击时产生。这些原子失去一个中子,留下的不稳定的氮-13原子脱落一个中微子和一个带正电荷的电子。这种反应(以及随后正电子同带负电荷的电子相撞时发生的湮没)产生了一个稳定的碳-13原子和两种带有特定能量的伽马射线——通常被用于探测宇宙射线。

不过,今年2月,在日本西北海岸观测午后雷暴的科学家获得了相同的信号。更重要的是,该团队还探测到更广范围的伽马射线。自由中子撞进氮-14原子中时产生的不稳定氮-15原子释放了这些射线。这意味着猛烈的闪电可能和宇宙射线一样,触发一连串相同的核反应。研究人员在日前出版的《自然》杂志上报告了这一发现。

不过,他们同时表示,这些雷暴产生的同位素可能仅构成了所有此类原子的一小部分,因此最新发现不可能改变其他科学家利用它们测定年代和进行地学追踪的方式。(来源:科学网 宗华)

 

 
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