Se acerca un sistema de tormentas:el cielo se oscurece, y el retumbar de un trueno resuena en el horizonte. Entonces sin previo aviso ... ¡Flash! ¡Choque! Ha caído un rayo.

Esta escena, si bien es familiar para todos y se repite constantemente en todo el planeta, no está exento de un sentimiento de misterio. Pero ahora ese misterio se ha profundizado, con el descubrimiento de que los rayos pueden resultar en la aniquilación de materia-antimateria.

En un estudio colaborativo que aparece en Naturaleza , Investigadores de Japón describen cómo los rayos gamma de los relámpagos reaccionan con el aire para producir radioisótopos e incluso positrones, el equivalente en antimateria de los electrones.

"Ya sabíamos que las nubes de tormenta y los relámpagos emiten rayos gamma, y planteó la hipótesis de que reaccionarían de alguna manera con los núcleos de elementos ambientales en la atmósfera, "explica Teruaki Enoto de la Universidad de Kyoto, quien lidera el proyecto.

"En invierno, La zona costera occidental de Japón es ideal para observar potentes relámpagos y tormentas eléctricas. Entonces, en 2015 comenzamos a construir una serie de pequeños detectores de rayos gamma, y los colocó en varios lugares a lo largo de la costa ".

Pero luego el equipo se encontró con problemas de financiación. Para continuar su trabajo, y en parte para llegar a una amplia audiencia de miembros del público potencialmente interesados ​​lo más rápido posible, recurrieron a Internet.

"Creamos una campaña de financiación colectiva a través del sitio 'académico', "continúa Enoto, "en el que explicamos nuestro método científico y los objetivos del proyecto. Gracias al apoyo de todos, pudimos hacer mucho más que nuestro objetivo de financiación original ".

Estimulado por su éxito, el equipo construyó más detectores y los instaló en la costa noroeste de Honshu. Y luego, en febrero de 2017, cuatro detectores instalados en la ciudad de Kashiwazaki, Niigata registró un gran pico de rayos gamma inmediatamente después de que cayera un rayo a unos cientos de metros de distancia.

Fue el momento en que el equipo se dio cuenta de que estaban viendo un nuevo cara oculta de un rayo.

Cuando analizaron los datos, los científicos encontraron tres explosiones distintas de rayos gamma. El primero duró menos de un milisegundo; el segundo fue un resplandor de rayos gamma que decayó durante varias docenas de milisegundos; y finalmente hubo una emisión prolongada que duró aproximadamente un minuto.

Enoto explica, "Podríamos decir que la primera ráfaga fue del impacto de un rayo. A través de nuestro análisis y cálculos, eventualmente también determinamos los orígenes de la segunda y tercera emisiones ".

El segundo resplandor por ejemplo, fue causado por un rayo que reaccionó con el nitrógeno en la atmósfera. Los rayos gamma emitidos en un rayo tienen suficiente energía para expulsar un neutrón del nitrógeno atmosférico. y fue la reabsorción de este neutrón por partículas en la atmósfera lo que produjo el resplandor de rayos gamma.

El final, La emisión prolongada se debió a la descomposición de átomos de nitrógeno inestables y pobres en neutrones. Estos positrones liberados, que posteriormente colisionó con electrones en eventos de aniquilación liberando rayos gamma.

"Tenemos la idea de que la antimateria es algo que solo existe en la ciencia ficción. ¿Quién sabía que podría estar pasando por encima de nuestras cabezas en un día tormentoso?" dice Enoto.

"Y sabemos todo esto gracias a nuestros seguidores que se unieron a nosotros a través de 'académicos'. Estamos realmente agradecidos con todos".

El equipo aún mantiene más de diez detectores en la costa de Japón, y están recopilando datos continuamente. Esperan nuevos descubrimientos que les aguarden, y Enoto espera seguir viendo la participación de la ciudadanía en la investigación, expandiendo los límites del descubrimiento científico.