这场猛烈飓风中的闪电在地球上炸开了一束反物质

2015 年 10 月，飓风帕特里夏席卷墨西哥西海岸时，有记录以来最强的太平洋飓风——但漩涡中的其他东西也帮助这场猛烈的风暴创造了历史。

在西半球有记录以来最强烈的热带气旋内部，科学家首次观察到地面伽马射线闪光期间释放出的向下的正电子束。

地面伽马射线闪光（TGF）发生在大约每天数千次期间风暴，但它们并不总是容易捕获——仅持续几毫秒，在此期间它们释放高达2000万电子伏特。

这些事件首次在 20 世纪 90 年代使用天基伽马射线探测器从太空中探测到，长期以来从理论上预测伽马射线闪光（向上射入天空）会伴随着其他东西：向下的光束正电子， 这反物质电子的对应物。

飓风帕特里夏（美国宇航局）

现在，感谢勇敢的机组人员驾驶 NOAA 的飓风猎人飞机直接穿过高耸的山脉眼墙在帕特里夏飓风期间，我们实际上已经能够直接观察到这种强烈的现象。

“这是对该理论预测的首次证实，它表明 TGF 正在以高能辐射从上到下刺穿大气层，”一位研究人员说，来自加州大学圣克鲁斯分校的物理学家大卫·史密斯。

“这一事件可以从太空中检测到，就像几乎所有其他报道的 TGF 一样，作为电子雪崩引起的向上光束。我们从下面看到它是因为一束（正电子）向相反方向发送。”

研究人员表示，他们的发现现在应该可以让未来更容易地使用高海拔的地面仪器来检测 TGF，而无需飞入飓风或太空。

飓风帕特里夏（美国宇航局）

“我们在 2.5 公里（1.5 英里）的高度检测到了它，我估计我们的探测器可以在低至 1.5 公里（0.9 英里）的高度看到它，”史密斯说。

“这就是丹佛的海拔高度，所以理论上，如果你在雷暴期间在正确的时间、正确的地点有仪器，你可以在很多地方看到它们。”

研究人员使用一种名为机载高能闪电发射探测器 (ADELE) mk II 的设备做出了这一发现，该设备可探测向下移动的正电子产生的 X 射线和伽马射线。

最近，日本科学家发现观察到一些相同的现象，探测去年日本海岸猛烈雷暴产生的反物质，NASA频繁记录来自卫星的 TGF。

尽管进行了这些观察，研究人员表示，要充分了解 TGF 的驱动机制以及具体条件需要驾驶'雪崩'电子以接近光速向上运动，而它们的反物质等价物则被引导到地球表面。

ADELE 设备可以在这方面提供进一步的帮助，使 TGFs 发生时能够被近距离检测到，尽管研究人员警告说，你不想离事件太近——大约一公里处，伽马射线的剂量可以忽略不计。远离，但靠近可能并不可取。

“这理论上是有风险的，但可能性很小，”史密斯说。

“我不会要求飞行员飞入雷暴天气，但如果他们无论如何都要飞，我会在机上安装仪器。”

研究结果报告于地球物理研究杂志：大气。