La foudre déclenche une réaction nucléaire lors d'un orage.

Des chercheurs japonais ont découvert des preuves que les orages déclenchent des réactions nucléaires dans l'atmosphère.

La foudre produit des antiparticules, provoquant des réactions nucléaires naturelles. Illustration : Vasin Lee.

Dans une étude publiée hier dans la revue Nature,physicienTeruaki EnotoDes chercheurs de l'université de Kyoto, au Japon, ont prouvé que la foudre agit comme un accélérateur de particules naturel pour déclencher des réactions nucléaires dans l'atmosphère, selon Live Science.

Les résultats des recherches d'Enoto et de ses collègues ont confirmé les hypothèses formulées en 1925 concernant ce phénomène. À cette époque, les chercheurs avaient émis l'hypothèse que des particules radioactives énergétiques pouvaient traverser le tonnerre lors d'un orage. Ces particules émettaient de l'énergie à des longueurs d'onde spécifiques. L'équipe d'Enoto fut la première à identifier ces longueurs d'onde.

Lorsqu'un éclair frappe, des électrons sont projetés à une vitesse fulgurante entre un nuage et la surface terrestre, ou entre deux nuages, mais ils ne traversent pas le vide. Au cours de leur trajet, ils entrent en collision à répétition avec les molécules de gaz de l'atmosphère. Ces collisions chauffent les molécules de gaz à des températures extrêmes, les transformant en plasma et les exposant à un rayonnement de corps noir, un type de rayonnement électromagnétique émis par les objets opaques.

L'œil humain peut percevoir une partie de cette lumière aveuglante sous forme d'éclair. Mais cette émission se manifeste également sous forme d'ondes, notamment de rayons X et de rayons gamma, invisibles à l'œil nu.

Les recherches d'Enoto montrent que ces rayons énergétiques invisibles, en particulier les rayons gamma, neutralisentneutrons provenant de moléculesL'azote et l'oxygène de l'air ambiant se combinent pour former un noyau nucléaire lors de la fission nucléaire. Un noyau d'azote possédant 14 neutrons est relativement stable, mais lorsqu'il perd un neutron, il devient de l'azote 13 (N-13), un isotope radioactif moins stable. Le même phénomène se produit avec l'oxygène, donnant naissance à l'isotope oxygène 15 (O-15).

Toutes les molécules d'azote 13 et d'oxygène 15 se sont désintégrées rapidement par la suite. Chaque isotope instable a émis un neutrino et un positron. Ce sont deux particules élémentaires aux propriétés étranges. Les neutrinos se sont éloignés tellement qu'ils sont devenus presque indétectables. Mais les positrons, antiparticules de l'électron, ont continué à entrer en collision avec les électrons de l'air. Lorsqu'une paire particule-antiparticule entrait en collision, elle s'annihilait instantanément.

Dans cette étude, Enoto et ses collègues ont utilisé des détecteurs de rayonnement installés à la centrale nucléaire de Kashiwazaki-Kariwa, à Niigata, en bordure de la mer du Japon. Lors d'un orage en février dernier, l'équipe a détecté un rayonnement intense provenant de la foudre au large, comprenant un bref éclair gamma suivi d'un autre, plus long, d'une énergie de 0,511 mégaélectronvolts (MeV). Ce niveau d'énergie correspond à celui généralement observé pour les positrons et les électrons émis après une réaction nucléaire.

« Ce rayon gamma est une preuve définitive de l'annihilation positron-électron, ce qui indique que les orages peuvent déclencher des réactions photonucléaires », a commenté le physicien Leonid Babich du Centre nucléaire fédéral russe à propos des résultats de la recherche.

Selon VNE