Весь наш мир состоит из атомов, которые в свою очередь составлены из самых разных элементарных частиц. В общем элементарные частицы являются основой того, что мы называем веществом. Бывают заряженные элементарные частицы, бывают те, которые не несут никакого заряда, они все самые разные. Но вот что самое удивительное, у каждой элементарной частицы есть весьма таинственный брат близнец – античастица. Это такие структуры, которые имеют тот же вес и те же характеристики, что и элементарная частица, но отличаются от них, тем, что имеют противоположный заряд. Самая известная частица это позитрон. Это брат близнец хорошо известного нам электрона, он точно такой же, но только в отличие от отрицательного заряда имеет положительный заряд. По идее антивещества во вселенной должно быть столько же сколько и вещества. Всё должно быть устроено симметрично. Однако на самом деле этого не происходит. Это является одной из самых величайших загадок теоретической физики. Почему во вселенной очень много вещества, и при этом очень мало антивещества? И есть ли миры, состоящие полностью из античастиц?
Позитрон и электрон
Нельзя сказать, что античастицы столь так уж неуловимые. На самом деле их получают и в различных ускорителях элементарных частиц. Однако время их жизни определяется миллионными долями секунды. За это время не удаётся полностью измерить их характеристики. Всё дело в том, что встречаясь со своим двойником, античастица аннигилирует. При этом происходит выброс энергии. Таким образом уловить античастицу и её «померять2 учёным до сих пор не удавалось. Не исключено, что в окружающем нас мире, античастиц примерно столько же, сколько и элементарных частиц. Однако доказать это до сих пор не получалось. Было выяснено, что при некоторых явлениях, что на Земле могут образовываться потоки античастиц, которые существуют достаточно длительное время. И самое интересное, что такое происходит при грозе. На это открытие астрономы наткнулись совершенно случайно.
Еще в 2008 году в верхние слои атмосферы был запущен космический телескоп Ферми. В его задачу входило исследовать различные явления, которые происходят в непосредственной близости от Земли. И само собой этот телескоп регистрировал все грозы, которые происходят на Земле. И тут выяснилось, что при грозе может возникать так называемая «земная вспышка» гамма-излучения. О нём знали задолго, но не понимали, откуда оно берётся в верхних слоях атмосферы. Именно при гамма-излучении возможно на короткое время образование античастиц.
В Центральной Африке в июле 2009 года, достаточно высоко над Землёй, произошла мощная гроза. Телескоп отметил это явление. Известно, что при грозе возникают направленные потоки электронов. Эти электроны мчатся в верхних слоях атмосферы с высокой скоростью, причём их движение направленно от Земли в космос. Само собой, что на их пути оказываются солнечные лучи, идущие из космоса к планете. Если эти два потока столкнутся, то возникает вспышка гамма-излучения. Так произошло ив 2009 году. И телескоп Ферми это зафиксировал. Но что было дальше? Дальше поток зафиксировал мощный поток позитронов, образовавшихся в процессе гамма-излучения. Самое интересное это то, что время жизни античастиц по меркам физиков было достаточно долго. Речь шла о стотысячных долях секунд. Это было большое достижение. На Земле так просто продлить жизнь античастиц удаётся очень и очень редко.
Самое интересное, что проанализировав другие данные других космических телескопов, которым удавалось зафиксировать грозу, выяснилось, что подобное происходит сплошь и рядом. Действительно гроза может создавать потоки античастиц.
Интересно, что раньше учёные предполагали, что подобное может происходить при мощных грозах, которые происходят в атмосферах планет-гигантов, таких как Юпитер или Сатурн. Но дело в том, что там даже померять величину грозового разряда не получалось. Атмосфера, которая окутывает эти планеты достаточно плотная, и приборы не могли пробиться сквозь неё, чтобы даже оценить размеры этого стихийного явления. Но оказалось, что это вовсе и незачем, потому что на Земле происходит, то же самое. Вот так вот, благодаря грозе таинственные антимиры, состоящие из антивещества стали человечеству намного ближе.