Een stormsysteem nadert:de lucht wordt donker, en het lage gerommel van de donder weergalmt vanaf de horizon. Dan zonder waarschuwing... Flash! Crash! - de bliksem is ingeslagen.

Deze scene, terwijl iedereen bekend is en voortdurend wordt herhaald over de hele planeet, is niet zonder een gevoel van mysterie. Maar nu dat mysterie is verdiept, met de ontdekking dat bliksem kan leiden tot vernietiging van materie en antimaterie.

In een gezamenlijke studie die verschijnt in Natuur , onderzoekers uit Japan beschrijven hoe gammastralen van bliksem reageren met de lucht om radio-isotopen en zelfs positronen te produceren - het antimaterie-equivalent van elektronen.

"We wisten al dat donderwolken en bliksem gammastraling uitzenden, en veronderstelde dat ze op de een of andere manier zouden reageren met de kernen van omgevingselementen in de atmosfeer, " legt Teruaki Enoto van de Universiteit van Kyoto uit, wie het project leidt.

"In de winter, Het westelijke kustgebied van Japan is ideaal voor het observeren van krachtige bliksem- en onweersbuien. Dus, in 2015 zijn we begonnen met het bouwen van een serie kleine gammastraaldetectoren, en plaatste ze op verschillende locaties langs de kust."

Maar toen kwam het team in financieringsproblemen. Om hun werk voort te zetten, en gedeeltelijk om zo snel mogelijk een breed publiek van mogelijk geïnteresseerde leden van het publiek te bereiken, ze wendden zich tot het internet.

"We hebben een crowdfundingcampagne opgezet via de 'academist'-site, " vervolgt Enoto, "waarin we onze wetenschappelijke methode en doelstellingen voor het project hebben uitgelegd. Dankzij ieders steun, we waren in staat om veel meer te verdienen dan ons oorspronkelijke financieringsdoel."

Aangespoord door hun succes, het team bouwde meer detectoren en installeerde ze aan de noordwestkust van Honshu. En toen, in februari 2017, vier detectoren geïnstalleerd in de stad Kashiwazaki, Niigata registreerde een grote gammastraalpiek onmiddellijk na een blikseminslag op een paar honderd meter afstand.

Het was het moment waarop het team zich realiseerde dat ze een nieuwe, verborgen gezicht van bliksem.

Toen ze de gegevens analyseerden, de wetenschappers vonden drie verschillende gammaflitsen. De eerste duurde minder dan een milliseconde; de tweede was een nagloed van gammastraling die in enkele tientallen milliseconden verviel; en tenslotte was er een langdurige emissie van ongeveer een minuut.

Enoto legt uit, "We konden zien dat de eerste uitbarsting van de blikseminslag was. Door onze analyse en berekeningen, we hebben uiteindelijk ook de oorsprong van de tweede en derde emissie bepaald."

De tweede gloed, bijvoorbeeld, werd veroorzaakt door bliksem die reageerde met stikstof in de atmosfeer. De gammastralen die bij bliksem worden uitgezonden, hebben genoeg energie om een ​​neutron uit de atmosferische stikstof te slaan, en het was de reabsorptie van dit neutron door deeltjes in de atmosfeer die de gammastraling veroorzaakte.

De laatste, langdurige emissie was het gevolg van de afbraak van nu neutronenarme en onstabiele stikstofatomen. Deze vrijgegeven positronen, die vervolgens in botsing kwamen met elektronen in annihilatiegebeurtenissen waarbij gammastralen vrijkwamen.

"We hebben het idee dat antimaterie iets is dat alleen in sciencefiction bestaat. Wie wist dat het op een stormachtige dag recht boven ons hoofd zou kunnen passeren?" zegt Enoto.

"En we weten dit allemaal dankzij onze supporters die zich bij ons hebben aangesloten via 'academist'. We zijn iedereen echt dankbaar."

Het team onderhoudt nog steeds meer dan tien detectoren aan de kust van Japan, en verzamelen voortdurend gegevens. Ze kijken uit naar nieuwe ontdekkingen die hen te wachten staan, en Enoto hoopt de deelname van gewone burgers aan onderzoek te blijven zien, de grenzen van wetenschappelijke ontdekkingen verleggen.