يمكن للبرق أن يحفز تفاعلات نووية وتكوين نظائر ذرية نادرة
منذ فترة طويلة استُخدِمت أشكالٌ نادرة من الذرات مثل الكربون-13، الكربون-14 والنيتروجين-15 لمعرفة أعمار القطع الأثرية القديمة وإستكشاف الفروق الدقيقة للسلاسل الغذائية في عصور ما قبل التاريخ.
ولكن ما هو مصدر هذه النظائر النادرة؟
في الحقيقة أنها ناتجة من المضاعفات المعقدة للتفاعلات دون الذرية في الغلاف الجوي الناجمة عن الأشعة الكونية عالية الطاقة من الفضاء الخارجي. والآن يقوم فريق من العلماء بإضافة محفز جديد لتكوين النظائر ضمن قائمتهم وهو: البرق.
يُستخدم الكربون-13 بكثرة في استكشاف مجموعة متنوعة من العمليات الجيوكيميائية، وعادة ما يتشكل الكربون-13 عندما تدخل الأشعة الكونية عالية الطاقة إلى الغلاف الجوي وتضرب ذرة النيتروجين-14 وهو الشكل الأكثر وفرة من النيتروجين الموجود هناك.
نتيجة لذلك تفقد ذرات النيتروجين-14 نيوترونًا واحدًا وأن ذرة النيتروجين-13 غير المستقرة المتخلفة وراءها تطلق نيوترينو والكترون مضاد موجب الشحنة (بوزيترون). عندما يصطدم البوزيترون مع الألكترون السالب الشحنة يبتلع أحدهما الآخر وينتج من التفاعل ذرة كاربون-13 مستقرة وأثنين من أشعة غاما مع طاقة محددة جدًا غالبًا ما تستخدم للكشف عن الأشعة الكونية.
في فبراير الماضي، وعندما كان العلماء يراقبون عاصفة رعدية بعد الظهر على الساحل الشمالي الغربي لليابان، قاموا بإلتقاط نفس الإشارات، بالإضافة إلى ذلك اكتشف الفريق أيضًا مجموعةً واسعةً من أشعة غاما المنبعثة من ذرات النيتروجين-15 غير المستقرة التي نشأت عن اصطدام النيترونات الحرة بذرات النيتروجين-14.
وهذا يعني أن صواعق البرق القوية يمكن أن تطلق نفس الإضطراب الناتج من التفاعلات النووية على شكل أشعة غاما. ولكن العلماء يضيفون أن النظائر التي تخلقها هذه العواصف تشكل على الأرجح جزءًا صغيرًا من كل هذه الذرات، وبالتالي فإن النتائج الجديدة من غير المرجح أن تغير الطريقة التي يستخدمها علماء آخرون لمعرفة تاريخ القطع الأثرية القديمة والتعقب الجيولوجي.
- ترجمة: سرمد يحيى
- تدقيق: المهدي الماكي
- تحرير: زيد أبو الرب
