科学家认为，雷击和雷云中的两种伽马射线或存在密切联系

日本金泽市的观测点地图。

sciencedaily.com网站6月26日报道，《通讯物理》杂志发文称，日本东京大学的研究人员Yuuki Wada等发现了雷击和雷云中两种伽马射线之间的联系：在一定条件下，雷云发出的弱伽马射线可能会先于闪电及其伴随的伽马射线辉光出现。

在日本中部的金泽市，Wada等与当地学校和企业展开了合作，设置了辐射检测器网络，以探测来自天空的辐射。此举可能会让一些人感到惊讶，毕竟在30年前人们就已经知道雷暴会附加伽马射线活动。Wada说：“闪电和雷声是大自然带给人类的直观体验。随着电磁学的发展，科学家们逐渐学会了使用无线电接收器来观察闪电。但是现在，我们可以在伽马射线中观察到闪电（电离辐射）了。”

与雷雨云有关的伽马射线主要有两种：伽马射线辉光和短暂的地球伽马射线辉光（TGFs）。前者是一种持续约一分钟的微弱辐射，后者主要以闪电形式产生，但强度比伽马射线辉光强得多。两者均发生在包含不同电荷层的雷雨云区域。带电区域使电子加速到接近光速，在这一速度下，离空气中氮原子原子核较近的电子会稍微减速，并释放出轫致辐射。Wada说：“在金泽地区的冬季雷暴期，我们的检测器检测到了TGF和雷击同时产生的情况。这很常见，但有趣的是，我们也在同一时间、同一区域观察到了伽马射线的辉光。此外，当闪电产生时，辉光突然消失了。由此我们可以断定，这些事件之间有密切联系。”

闪电放电机理受到科学家们的高度关注，它可能会为很多未解之谜提供新观点。Wada等计划进一步研究伽马射线辉光，以挖掘辉光不仅发生于雷击之前，并且可能是产生雷击的原因的可能性。伽马射线辉光的辐射水平很低，只相当于普通医用X射线的约十分之一。

Wada说：“我们的发现可能是闪电研究的里程碑。近期，我们计划将辐射传感器的数量增加一倍，以改善预测模型。有了足够的传感器数据，我们或许能够预测雷击发生后10分钟内，以及雷击地点两公里范围内的情况。”因为金泽地区独特的气象条件，后续调查很可能继续在该地区进行。大多数情况下，暴风雨中的辐射观测数据都是来自空中或高山上的观测站点，但金泽地区冬季风暴的雷云却非常靠近地面，非常适合研究人员用其开发的低成本便携式监测仪进行数据采集。

古生物学家通常会使用碳-14年代测定法确定样本的年龄。Wada解释说：“碳-14检测技术与碳-12和碳-14的含量有关。人们普遍认为碳-14是在宇宙射线作用下，以大致恒定的速度产生的。这也是碳-14检测技术的测试原理。但有的学者认为，雷暴可能会改变碳-12和碳-14的比例，这可能会对碳-14检测技术的准确性或校准要求产生影响。”

Wada及其同事将继续踏上闪电的揭秘之旅。为了解释这个自然界中最迷人的现象，学界一直在进行多方面的努力。例如，一个即将在法国开展的合作项目将发射一颗专用卫星，以方便科学家们从太空进行全球闪电观测。

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编译：雷鑫宇 

审稿：三水  

责编：张梦 

期刊来源：《通讯物理》

期刊编号：2399-3650

原文链接：

https://www.sciencedaily.com/releases/2019/06/190626125004.htm

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