Lần đầu tiên, các nhà khoa học phát hiện ra rằng sét xuất hiện trong cơn bão có thể tạo ra phản ứng hạt nhân ngay trong khí quyển

Lần đầu tiên trong lịch sử, các nhà khoa học xác định được rằng sức mạnh của sét kích hoạt phản ứng hạt nhân trong bầu khí quyển của Trái Đất. Điều này đã xác nhận tính chính xác của một giả thuyết tồn tại từ gần một trăm năm nay.

Người ta đã dự đoán rằng các electron nhiều năng lượng trong sét có thể tạo ra tia gamma có khả năng kích hoạt phản ứng hạt nhân trong các đám mây bão, nhưng trước thời điểm lịch sử này, chưa lần nào các nhà khoa học quan sát được hiện tượng "nhanh như chớp" này.

"Phản ứng quang hạt nhân bên trong bầu khí quyển đã được cho là có thể xảy ra do kích thích đến từ bức xạ có năng lượng lớn", nhà vật lý học vũ trụ Teruaki Enoto từ Đại học Kyoto, Nhật Bản giải thích với trang tin ScienceAlert. "Nhiều nhóm các nhà khoa học đã tích lũy, tìm ra được những điểm đặc trưng của hiện tượng này, ví dụ như tín hiệu phát ra từ các neutron hay các positrion – những sản phẩm của phản ứng hạt nhân này".

Từ những năm 1980, các nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra những tín hiệu kì lạ này thông qua các trạm quan sát mặt đất, các phi cơ và các vệ tinh. Nhưng vẫn rất khó để xác định được rằng các phản ứng hạt nhân ấy có tạo ra neutron, positron hay bất cứ hạt nào không.

Nhưng lần này, Enoto và những đồng nghiệp của mình đã có được một công cụ tiên tiến khác: họ sử dụng phát đo phóng xạ được đặt tại trạm năng lượng hạt nhân Kashiwazaki-Kariwa được đặt tại Niigata, bên bờ biển Nhật Bản. Trong một cơn bão lớn hồi tháng Hai năm nay, đội ngũ nghiên cứu đã phát hiện ra "bức xạ cực mạnh" tới từ những tia sét ngoài khơi Nhật Bản, bao gồm cả những đợt lóe sáng tia gamma, diễn ra trong thời gian ngắn.

Tiếp sau, một đường tia gamma dài với mức năng lượng 0,511 MeV (megaelectrovolt) xuất hiện – mức năng lượng đặc trưng của positron và electron phát ra sau một phản ứng hạt nhân.

"Đường tia gamma này chính là bằng chứng cho thấy đã có phản ứng quang hạt nhân đã diễn ra khi có một cơn bão kích hoạt", nhà vật lý học Leonid Babich mô tả trong nghiên cứu. Theo giáo sư Enoto, thì bên trong cơn bão kia, còn nhiều điều mà chúng ta chưa tưởng tượng ra được.

Ngoài việc sản sinh ra neutron và positron, quá trình này còn quan trọng bởi lẽ đây mới là lần thứ hai ta phát hiện ra chất đồng vị phóng xạ được tổng hợp một cách tự nhiên trong khí quyển – lần đầu tiên ta thấy được điều này là các hạt được tạo ra bởi tia vũ trụ. Ta đã có bằng chứng xác nhận được rằng set tạo ra hạt phóng xạ.

Bởi lẽ những đồng vị phóng xạ này tồn tại trong khoảng thời gian rất ngắn và rất ít, nó sẽ không thể ảnh hưởng được tới sức khỏe. Tuy nhiên, đứng trước một cơn bão với sét giật ầm ầm, thì một người sẽ thường không nghĩ tới việc có thể nhiễm xạ gây tử vong.

Khám phá này vẫn còn đứng trước một câu hỏi mở nữa: Khám phá này có ý nghĩa gì?

"Chúng ta mới có bằng chứng về phản ứng quang hạt nhân có thể diễn ra nhờ sức mạnh của sét ... nhưng để trả lời được câu hỏi này, chúng tôi cần thêm nhiều nghiên cứu và số liệu khác nữa. Bản thân tôi nghĩ rằng phản ứng này còn diễn ra trong nhiều hiện tượng thiên nhiên giàu năng lượng khác nữa", giáo sư Enoto kết luận.

Nghiên cứu trên đã được đăng tải trên tạp chí Nature.