کشف پرتوهای گاما در رعد و برق پیچیدگیهای پنهان یک پدیده طبیعی, تحقیقات اخیر نشان داده است که پدیده رعد و برق بسیار پیچیدهتر از آنچه تا به امروز تصور میشد است. هواپیماهای مجهز به تجهیزات حساس، موفق شدهاند تابش مداوم و ضعیف پرتوهای گاما را از ابرهای طوفانی ثبت کنند. این کشف حاکی از آن است که رعد و برق علاوه بر نور و صدای شدید، مقادیر قابل توجهی از تشعشعات پرانرژی را نیز تولید میکند.
مطالعه مستقیم توفانها با هواپیماهای تحقیقاتی بر اساس گزارشهای علمی، اگرچه دانشمندان پیش از این از وجود ذرات پرانرژی در محیطهای شدید مانند ابرنواخترها آگاه بودند، اما مکانیسم شکلگیری این ذرات در رعد و برق تا کنون به خوبی شناخته نشده بود. برای بررسی دقیقتر، تیمی از محققان با بهرهگیری از یک هواپیمای تحقیقاتی پیشرفته، به مطالعه مستقیم توفانهای رعد و برق پرداختند.
تنوع مکانیسمهای تولید پرتوهای گاما نتایج تحقیقات نشان میدهد که تشکیل پرتوهای گاما در رعد و برق بسیار فراگیرتر از پیشبینیهاست و مکانیسمهای آن بیش از حد ساده متصور پیچیده و متنوع هستند. استیو کامر، یکی از محققان پروژه، بیان میکند رعد و برق نه تنها میتواند پرتوهای گاما، بلکه الکترونها، پوزیترونها و حتی محصولات عکسالعملهای هستهای را نیز تولید کند.
این پدیده طبیعی، شباهت شگفتانگیزی به رویدادهای کیهانی عظیم مانند انفجار ابرنواخترها دارد. فرآیند فیزیکی شکلگیری تشعشع در زمان وقوع رعد و برق، جداسازی بارهای الکتریکی در ابر باعث ایجاد میدان الکتریکی بسیار قوی میشود. این میدان، الکترونها را شتاب داده و به آنها انرژی کافی برای برخورد با مولکولهای هوا میبخشد.
در نتیجه این برخوردها، عکسالعملهای زنجیرهای رخ میدهد که منجر به تشکیل پرتوهای گاما و دیگر ذرات پرانرژی میشود. علاوه بر پرتوهای گاما با انرژی بالا در لحظه تخلیه الکتریکی، محققان تابش مداوم و ضعیفتری را نیز از ابرهای طوفانی مشاهده کردهاند که نشاندهنده مکانیسمهای دیگری در این فرآیند است.
اهمیت علمی و کاربردهای آینده این کشف، دیدگاه علمیان را نسبت به رعد و برق دگرگون کرده و میتواند به درک بهتر فرآیندهای فیزیکی حاکم بر آن و طراحی سیستمهای حفاظتی موثرتر کمک کند. همچنین، یافتهها کاربردهای بالقوهای در حوزههایی نظیر فیزیک ذرات و اخترفیزیک دارد. با وجود پیشرفتها، سوالات زیادی همچنان باقی مانده است؛ از جمله مکانیسم دقیق برخی انواع پرتوهای گاما و اثرات زیستمحیطی و بهداشتی آنها که نیازمند بررسیهای بیشتر است.