榎戸輝揚 白眉センター特定准教授、和田有希 東京大学博士課程学生、古田禄大 同博士課程学生、中澤知洋 同講師、湯浅孝行 博士、土屋晴文 日本原子力研究開発機構研究副主幹、佐藤光輝 北海道大学講師らの研究グループは、雷が大気中で原子核反応 (光核反応) を起こすことを突き止めました。
本研究成果は、2017年11月23日午前3時に英国の学術誌「Nature」 に掲載されました。
研究者からのコメント
左から、榎戸特定准教授、中泽讲师、和田博士课程学生、古田博士课程学生
概要
雷は人间にとって身近な自然现象であるにも関わらず、発生の「きっかけ」には未解明な问题が多く残されています。近年、雷や雷云は自然界における天然の加速器として働き、电子を光速近くまで加速できると指摘されています。最近では、加速された电子が大気分子に衝突して放出される高エネルギーのガンマ线を、最先端の装置で観测できるようになりました。特に、雷云の上空から宇宙に向かって駆け上がる高エネルギーのガンマ线が人工卫星で検出されるようになり、地球からのガンマ线と呼ばれ、活発な研究の対象になっています。近年始まったこれら雷の高エネルギー现象の研究こそが、雷発生の秘密を解き明かす键と考えられています。
冬の北陆の日本海沿岸には毎年、强力な雷云が押し寄せ、世界的にも数少ない恵まれた雷の観测场所になります。これまでにも本研究グループは、雷云や雷の高エネルギー放射を地上から観测してきました。その过程で、加速された电子からのガンマ线が、雷云の通过に伴って数分间にわたり地上に降り注ぐ现象「ロングバースト」を既に発见し、雷の前駆现象として注目されています。过去の観测を通して、この数分间の「ロングバースト」とは别に、1秒以下の短时间に强力なガンマ线が到来する「ショートバースト」という谜の突発现象があることを把握していましたが、详细は分かっていませんでした。
本研究グループは、地上に放射线検出器を设置し、2017年2月6日に新潟県柏崎市で発生した雷から、强烈なガンマ线のバースト放射（ショートバースト）を検出しました。さらに35秒ほど遅れて、雷を起こした云が検出器の上空を通过する际に、阳电子（电子の反物质）からの0.511惭别痴（イオンや素粒子のエネルギーの単位）対消灭ガンマ线の検出に成功しました。これらは、雷に伴うガンマ线が大気中の窒素と光核反応を起こした结果生じる、「中性子」と「窒素の放射性同位体が放出した阳电子」が起源と考えられ、理论的に予言されていた「雷による光核反応」の明确な証拠が得られました。
详しい研究内容について
书誌情报
【顿翱滨】
Teruaki Enoto, Yuuki Wada, Yoshihiro Furuta, Kazuhiro Nakazawa, Takayuki Yuasa, Kazufumi Okuda, Kazuo Makishima, Mitsuteru Sato, Yousuke Sato, Toshio Nakano, Daigo Umemoto & Harufumi Tsuchiya (2017). Photonuclear reactions triggered by lightning discharge. Nature, 551(7681), 481-484.
- 朝日新聞（11月23日 5面）、京都新聞（11月23日 26面）、読売新聞（11月23日 35面）および科学新聞（12月8日 6面）に掲載されました。
