Die teleskopische Anordnung von Detektoren wird in der westlichen Wüste von Utah eingesetzt. 507 Detektoren befinden sich in einem Raster mit einer Fläche von 700 km2
In der westlichen Wüste von Utah deckt eine Reihe von Teleskopen auf dem besetzten Gebiet die Parameter von New York ab. Sie wurden dort in Erwartung der kosmischen Strahlung installiert. Das Objekt fängt energiereiche Partikel ein, die ständig mit der Erdatmosphäre kollidieren. Kosmische Strahlung aktiviert alle paar Minuten über 500 Sensoren.
Bei der Überprüfung der Daten im Jahr 2013 stellten die Physiker eine merkwürdige Partikelsignatur fest. Es war das Photonenäquivalent von leichtem Regen. In dem Array wurde unerwartet ein seltenes Phänomen aufgezeichnet - Gammastrahlen. Dies sind Lichtwellen mit der höchsten Energie im EM-Spektrum, die durch Blitzeinschläge entstehen. Nach 5 Jahren überwachte ein Team der Universität von Utah die absteigenden Boden-Gammablitze (TGF) genauer.
Die Teleskopanordnung erfasste im Zeitraum 2014-2016 10 TGF-Sprünge. Das Projekt „Lightning Project“ war das erste, das TGF zu Beginn eines bewölkten Blitzes entdeckte und zeigte, wo sie in einem Gewitter auftraten. Die Teleskopanordnung ist jetzt die einzige Möglichkeit, den vollständigen TGF-Abdruck zu dokumentieren und zu zeigen, dass Gammastrahlen mit einem Durchmesser eine Fläche von 3 bis 5 km abdecken.
Zufallslabor
Die Arbeit basiert auf einer im letzten Jahr veröffentlichten Studie. Es wurde eine starke Korrelation zwischen ähnlichen Energieteilchenexplosionen, die in den Jahren 2008–2013 festgestellt wurden, und der vom nationalen Blitzerkennungsnetz registrierten Blitzaktivität festgestellt. Die Physiker waren geschockt.
Beispielsweise können Sie innerhalb einer Millisekunde 4 bis 5 Detektoraktivierungen erfassen. Es ist viel schneller als von kosmischen Strahlen erwartet. Als Ergebnis wurde klar, dass all diese seltsamen Ereignisse unter schlechten Wetterbedingungen auftraten. Um den Blitz genauer zu untersuchen, wurden Forscher vom Langmuir Laboratory of Atmospheric Research angezogen. Sie installierten eine Karte mit 9 Stationen, die 3D-Bilder der Radiofrequenzstrahlung erstellt. 2014 wurde ein zusätzliches Gerät in der Mitte des Arrays installiert („langsame Antenne“), das Änderungen der elektrischen Ladung eines Sturms aufgrund eines Blitzeinschlags aufzeichnet.
Das Erkennen der Teleskopanordnung und das Beobachten von Blitzen sind ein neuer Schritt für das Verständnis von TGF. Messungen zeigen auch, dass Gammastrahlen in kurzen Impulsen erzeugt werden, von denen jeder nur zehn bis einige zehn Mikrosekunden dauert.
Sehr selten
Das erste TGF im Jahr 1994 zeichnete den Satelliten Fermi auf. Bis dahin glaubten die Physiker, dass nur mächtige Himmelsereignisse wie die Sternexplosion Gammastrahlen erzeugen könnten. Allmählich wurde klar, dass sich die Strahlen in den ersten Millisekunden des aufsteigenden Blitzes bildeten.
Bisher wurden nur 6 TGFs registriert, von denen zwei in induzierten Experimenten künstlich erzeugt wurden. Die verbleibenden 4 Studien mit natürlichem Blitz haben berichtet, dass TGF viel später auftrat, als ein Blitz auf die Oberfläche einschlug. Array-Beobachtungen sind die ersten, die zeigen, dass TGFs im Anfangsstadium der Blitzzerstörung auftreten, ähnlich wie Satellitenbeobachtungen.
Wie geht es weiter?
Viele Fragen blieben offen. Zum Beispiel erzeugen nicht alle Blitzeinschläge Fackeln. Die Sache ist, dass es nur einen bestimmten Typ gibt? Das Team hofft, zusätzliche Sensoren im Array zu installieren, um den Prozess der Blitzmessung zu verbessern.
