Молнии представляют — природное явление в виде электрического разряда в атмосфере, сопровождающегося вспышкой света и громом. Первым природу молний описал ещё в середине XVIII века один из основателей США Бенджамин Франклин. Сегодня известно, что молнии бывают не только на Земле, но и на других планетах Солнечной системы. Предположения о том, что разряды молний могут быть связаны с ядерными реакциями в атмосфере, возникали у учёных почти 100 лет назад, но только с помощью новейших современных технических средств удалось зафиксировать и описать это явление достоверно. Эти исследования стартовали в 80-х годах прошлого века, когда было обнаружено, что разряды молний во время грозы сопровождались рентгеновским излучением. Зимой 2017 года, в период интенсивных гроз в Японии, японские учёные с помощью четырех установленных детекторов в районе города Касивадзаки зафиксировали во время разрядов молний повышение радиационного фона в атмосфере. Вызвано это было порождённым молниями сильным гамма-излучением. Когда учёные проанализировали данные детекторов, то выяснилось, что всплески гамма-излучения были трёх различных видов и разнесены во времени. Первый всплеск был продолжительностью менее одной миллисекунды, второй — послесвечение гамма-лучей, длившееся несколько десятков миллисекунд. И самый последний всплеск был наиболее длительным — излучение продолжалось около минуты. Эти зафиксированные излучения позволили учёным впервые описать полную картину того, что происходило во время молний в атмосфере на атомном уровне. Первый всплеск излучения произошёл непосредственно от удара молнии и затем началась ядерная цепная реакция. Порождённые разрядом молнии гамма-лучи имели достаточно энергии, чтобы буквально «выбить» нейтроны из ядер содержащихся в атмосфере стабильных атомов кислорода-15 и азота -14. В результате, кислород и азот, потерявшие нейтроны, превратились в нестабильные атомы углерода-13 и азота-15. Этот процесс сопровождается появлением позитронов. Позитрон — это античастица, двойник электрона, только с другим, положительным зарядом. Сталкиваясь со своими двойниками, электронами, позитроны образуют антивещество (или антиматерию), что и сопровождается гамма-излучением. «Приято считать, что антиматерия — это то, что существует только в научной фантастике. Кто мог предположить, что она может создаваться прямо над нашими головами в грозовой день?» — пишут авторы работы. Исследование опубликовано в журнале Nature. Ранее сибирские физики объяснили механизм изменения внутренней структуры протона.
