從1994年起，人造衛(wèi)星、飛船和安裝在地面的探測(cè)器都能從雷雨云中收集到γ射線，它們輻射的時(shí)間可保持幾毫秒到幾分鐘，似乎只有最短的輻射是與雷雨云發(fā)生閃電有關(guān)，科學(xué)家們一直認(rèn)為，γ射線能在雷雨云的強(qiáng)電場(chǎng)下由接近光速的電子產(chǎn)生，因?yàn)榇藭r(shí)的高速電子撞擊大氣分子后會(huì)使其速度慢化，從而輻射出γ射線，這就是物理上定義的軔致輻射，為了說(shuō)明大量高速電子的出現(xiàn)，理論學(xué)家們假定初始的高速電子來(lái)源于宇宙線，它們?cè)谂c大氣分子碰撞中產(chǎn)生出一批電子，新釋放出的電子再去碰撞分子，這樣就形成了一個(gè)“逃逸”電子的雪崩過(guò)程，這個(gè)理論模型可以與瞬間的閃電過(guò)程相符合，但卻無(wú)法解釋時(shí)間比較長(zhǎng)的γ射線輻射。

為了能獲取新的數(shù)據(jù)來(lái)深入探討這個(gè)問(wèn)題，日本Riken科學(xué)研究所的H.Tsuchiya教授和他的同事們安置了一批設(shè)備去測(cè)量從雷雨云中輻射出的電子與光子，其中主要是一組碘化鈉閃爍器，它可以接收從1萬(wàn)電子伏特到1200萬(wàn)電子伏特能量范尉內(nèi)的高速入射粒子，閃爍器對(duì)500萬(wàn)及更高電子伏特的電子尤為敏感，因?yàn)檫@些高速電子可以在大氣層內(nèi)自由飛行幾百米以上這批閃爍器均安置于海拔為2770m的Norikura天文臺(tái)內(nèi)，因?yàn)槟抢锝?jīng)常會(huì)發(fā)生低層的雷雨云。

2008年9月28日的暴風(fēng)雨夜晚，閃爍器收集到長(zhǎng)達(dá)90s的輻射粒子流，當(dāng)時(shí)并沒(méi)有發(fā)生閃電，計(jì)算機(jī)模擬顯示，所接收到的γ射線可能來(lái)自于閃爍器上方90m的距離，因?yàn)榘l(fā)射源的距離是如此短，所以雷雨云區(qū)域內(nèi)的電子在獲得加速后能逃逸飛行到接收器內(nèi)，這些高速電子能量值的范圍可擴(kuò)展到2000萬(wàn)電子伏特左右，這與理論上逃逸電子模型的能量估算值比較相符。

從電子計(jì)數(shù)可推測(cè)出雷雨云加速器的長(zhǎng)度約有200m，這個(gè)長(zhǎng)度要比理論上由逃逸電子模型所預(yù)計(jì)的長(zhǎng)度短一些，在美同新墨西哥洲Sante Fe研究所工作的R.Roussel-Dupre教授(他是參與此項(xiàng)研究的科學(xué)顧問(wèn))認(rèn)為，應(yīng)該對(duì)與雷雨云有關(guān)的逃逸電子模型從理論上進(jìn)行探討，特別是對(duì)雷雨云加速器的大小與規(guī)模進(jìn)行一些修正，這樣才能解釋實(shí)驗(yàn)上觀察到的長(zhǎng)時(shí)間輻射粒子流和用氣球探測(cè)到的雷雨云內(nèi)并不很強(qiáng)的電場(chǎng)。

(云中客摘自Physical Review Letters，26 June 2009)