El estudiante de posgrado de la Universidad de Tokio, Yuuki Wada, con colegas de Japón ha descubierto una conexión entre los rayos y dos tipos de fenómenos de rayos gamma en las nubes de tormenta. La investigación sugiere que en ciertas condiciones, los rayos débiles de rayos gamma de las nubes de tormenta pueden preceder a los rayosy sus destellos de rayos gamma que lo acompañan.
En la ciudad de Kanazawa, Prefectura de Ishikawa, en el centro de Japón, Wada y sus colegas trabajan con escuelas y negocios locales para instalar monitores de radiación en los edificios. Sin embargo, estos monitores de radiación no están allí debido a cierta preocupación por los niveles locales de radiación. Se formanuna red, cuyo propósito es detectar la radiación proveniente del cielo. Puede sorprender a algunos, pero se sabe desde hace 30 años que las tormentas eléctricas pueden traer consigo la actividad de los rayos gamma.
"Para siempre, la gente ha visto relámpagos y escuchado truenos. Estas fueron las formas en que podíamos experimentar este poder de la naturaleza", dijo Wada. "Con el descubrimiento del electromagnetismo, los científicos aprendieron a ver los rayos con receptores de radio. Pero ahora podemos observarrayos en rayos gamma: radiación ionizante. Es como tener cuatro ojos para estudiar los fenómenos ".
Hay dos tipos conocidos de fenómenos de rayos gamma asociados con las nubes de tormenta: resplandores de rayos gamma, emisiones débiles que duran aproximadamente un minuto y destellos de rayos gamma terrestres de corta duración TGF, que ocurren como rayos y son muchomás intenso que los rayos de rayos gamma. Ambos ocurren en regiones de nubes de tormenta intercaladas entre capas de carga variable. Las regiones cargadas aceleran los electrones a cerca de la velocidad de la luz. A estas velocidades, denominadas relativistas, electrones que se desvían muy cerca de los núcleosde átomos de nitrógeno en el aire se ralentiza un poco y emite un rayo gamma revelador. Esto se llama radiación bremsstrahlung.
"Durante una tormenta de invierno en Kanazawa, nuestros monitores detectaron un TGF simultáneo y un rayo. Esto es bastante común, pero curiosamente también vimos un resplandor de rayos gamma en la misma área al mismo tiempo", continuó Wada. "Además, el brillo desapareció abruptamente cuando cayó el rayo. Podemos decir de manera concluyente que los eventos están íntimamente conectados y esta es la primera vez que se observa esta conexión ".
El mecanismo subyacente a la descarga de rayos es muy buscado y esta investigación puede ofrecer información previamente desconocida. Wada y su equipo tienen la intención de continuar su investigación para explorar la posibilidad de que los rayos de rayos gamma no solo precedan a los rayos, sino que de hecho puedan causarLos niveles de radiación de los destellos de rayos gamma son bastante bajos, aproximadamente una décima parte del nivel que uno puede recibir de una radiografía médica típica.
"Nuestro hallazgo marca un hito en la investigación de rayos y pronto duplicaremos nuestra cantidad de sensores de radiación de 23 a aproximadamente 40 o 50. Con más sensores, podríamos mejorar enormemente los modelos predictivos", explicó Wada. "Es difícil decirlo bienahora, pero con suficientes datos de sensores, podemos predecir los rayos dentro de unos 10 minutos de que sucedan y dentro de unos 2 kilómetros de donde suceden. Estoy emocionado de ser parte de esta investigación en curso ".
Es probable que aún se realicen más investigaciones en Kanazawa ya que el área tiene condiciones meteorológicas raras e ideales para este tipo de trabajo. La mayoría de las observaciones de radiación en tormentas provienen de estaciones en el aire o en las montañas ya que las nubes de tormenta son generalmente muy altas. Pero las tormentas de inviernoen Kanazawa acerque las nubes de tormenta sorprendentemente cerca del suelo, ideal para estudiar con los monitores portátiles de bajo costo desarrollados por el equipo de investigación.
Los investigadores crearon estos monitores de radiación portátiles únicos en parte con tecnología derivada de observatorios satelitales basados en el espacio diseñados para experimentos de astrofísica. Esto es apropiado ya que los datos de este tipo de investigación podrían ser útiles para aquellos que investigan la astrofísica y en particular la física solaren el contexto de la aceleración de partículas, pero también hay una rama más realista.
"Los paleontólogos que estudian la vida de los últimos 50,000 años más o menos usan una técnica llamada datación de carbono 14 para determinar la edad de una muestra. La técnica se basa en el conocimiento de los niveles de dos tipos de carbono, carbono-12 y carbono-14 ", dijo Wada." Se cree comúnmente que el carbono-14 es creado por los rayos cósmicos a una velocidad aproximadamente constante, de ahí el poder predictivo de la técnica. Pero hay una sugerencia de que las tormentas eléctricas pueden alterar la relación de carbono-12 a carbono-14,que puede cambiar ligeramente la precisión o la calibración requerida para que la datación por carbono 14 funcione "
Wada y sus colegas continuarán descubriendo los misterios de los rayos, uno de los fenómenos más cautivadores e icónicos de la naturaleza. Un próximo proyecto de colaboración con sede en Francia lanzará un satélite dedicado para observaciones de rayos en todo el mundo desde el espacio.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :