Yıldırımlar Yeni İzotoplar Üretiyor

Dünya’nın etrafında dönen teleskoplar gezegenimizden yayılan gama ışınlarını 1990’lardan beri defalarca algıladı. Geçmişte bu ışınların kaynağının atmosferde meydana gelen fiziksel süreçler olduğu varsayılıyordu. Kyoto Üniversitesi’nde çalışan bir grup Japon araştırmacı yakın zamanlarda bu varsayımı test etti. Sonuçlar, yıldırımların atmosferde pozitronların ve karbon-14 izotoplarının oluşmasına yol açtığını ve bu sırada gama ışınları da yayıldığını öne süren bir kuramı destekliyor. Dr. T. Enoto ve arkadaşlarının yaptığı araştırmanın sonuçları Nature’da yayımlandı.

Kashiwazaki-Kariwa nükleer santralinin yakınlarına gama ışını dedektörleri kuran araştırmacılar 6 Şubat’ta sıradışı bir gözlem yapmışlar. Art arda meydana gelen iki yıldırım sırasında önce yaklaşık bir milisaniye, sonra yaklaşık yarım saniye ve daha sonra da yaklaşık bir dakika süren üç ayrı gama ışını parlaması tespit edilmiş. Analizler, son parlamaya çok büyük olasılıkla çevredeki elektronlarla etkileşerek yok olan pozitronların (elektronların antiparçacıklarının) sebep olduğunu söylüyor.

Art arda yaşanan üç gama ışını parlamasının yaklaşık on yıl önce Rus fizikçi Leonid Babich tarafından öne sürülmüş bir kuramı desteklediği belirtiliyor. Bu kurama göre yıldırımlar bazı elektronların ışık hızına çok yakın hızlara kadar ivmelenmelerine sebep oluyor ve gama ışınları yayılıyor (birinci sinyal). Bu gama ışınları çevredeki azot atomlarının çekirdeklerinden nötronlar koparıyor. Bu nötronların büyük çoğunluğu bir süre çevredeki atomlarla çarpıştıktan sonra yeniden azot çekirdekleri tarafından soğuruluyor ve uyarılan azot atomları gama ışıması yapıyorlar (ikinci sinyal). Nötron kaybederek kararsızlaşan azot çekirdekleri de yaklaşık bir dakika içinde pozitron yayarak (ters beta ışıması yaparak) karbon-13 atomlarına dönüşüyor. Çevreye yayılan pozitronlar kısa süre içinde elektronlarla birleşerek yok olurken gama ışınları ortaya çıkıyor (üçüncü sinyal). Ayrıca Babich’ın yaptığı tahminlere göre yayılan nötronların tamamı soğurulmuyor. Bir kısmı azot atomlarının karbon-14 atomlarına dönüşümünü de tetikliyor.