Dennis L.
In Gewittern herrschen einige der extremsten physikalischen Bedingungen unseres Planeten. Wie Forscher nun herausfanden, können diese Bedingungen sogar so extrem sein, dass einige Blitze in der Lage sind, Antimaterie zu erzeugen.
(U.S.A.). Ein Beobachtungsflugzeug, das 2015 durch den inneren Wolkenring des Hurrikans Patricia flog, hat Spuren einer Lawine von Antimaterie entdeckt. Wie die Forschungsgruppe um Gregory S. Bowers vom Santa Cruz Institute for Particle Physics berichtet, fing das ADELE-Instrument das verräterische Signal eines hochenergetischen Teilchenstrahls in einer Höhe von etwa zweieinhalb Kilometern auf. Zur gleichen Zeit registrierten die Instrumente einen Blitz über dem Flugzeug.
Die Messungen des internationalen Forscherteams bestätigen eine theoretische Vorhersage über hochenergetische Prozesse in Wolken. Ein typisches Gewitter kann zum Beispiel einen Ausbruch von Gammastrahlen mit Energien von etwa 10 Megaelektronenvolt (GeV) erzeugen. Diese Energie ist viel höher als die, die in Teilchenbeschleunigern wie dem Large Hadron Collider am CERN erreicht wird. Experten beobachten diese terrestrischen Gammastrahlenausbrüche schon seit einiger Zeit mit Satelliten. Dass die Positronen direkt gemessen wurden, ist dagegen ein Novum, denn Gewitterwolken sind ein eher unangenehmer Ort für Flugzeuge.
Die Beobachtungen von Positronen durch Hurrikanjäger der U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration unterstützen das Modell, dass Gammastrahlenausbrüche in Gewittern durch einen Mechanismus entstehen, der als relativistische Rückkopplung bekannt ist.
Die positive Rückkopplung erzeugt eine Lawine von fast lichtschnellen Elektronen, die hochenergetische Gammastrahlen in den Himmel schickt. Ein Teil der Gammastrahlung erzeugt Paare von Elektronen und Positronen; letztere werden durch dasselbe Feld wie die Elektronen beschleunigt, nur in genau entgegengesetzter Richtung - zum Boden, wo sie von oben auf den ADELE-Detektor treffen.
