RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 4, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2019

 / 

Октябрь

←  →

Обзоры актуальных проблем


Грозовые нейтроны


Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, просп. Мира 37, Саров, Нижегородская обл., 607190, Российская Федерация

С целью оценки современного состояния исследований грозовых ядерных реакций выполнен обзор наблюдений усиления потока нейтронов в грозовых облаках и во времена гроз, которое связывается с фотоядерными реакциями за счёт тормозного излучения лавин убегающих электронов высоких энергий, способных развиваться в грозовом электрическом поле. Отмечается трудность селекции грозовых нейтронов, обусловленная тем, что детекторы оказываются в смешанном поле различных излучений, включающем не только нейтроны, но и первичные электроны высоких энергий и их тормозное излучение. Особое внимание уделяется открытию в грозовом облаке и на поверхности Земли во время грозы линии аннигиляции позитрона и электрона с энергией фотонов 0,511 МэВ, являющейся достоверным свидетельством генерации нейтронов в грозовой атмосфере и фотоядерного происхождения грозовых нейтронов. Обсуждаются следствия этого открытия.

Текст pdf (1,1 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2018.12.038501
Ключевые слова: грозовая атмосфера, электроны высоких энергий, тормозное гамма-излучение, ядерные реакции, нейтроны, позитроны, аннигиляция
PACS: 24.60.Lz, 25.20.−x, 92.60.Pw (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2018.12.038501
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2019/10/b/
000508386600002
2-s2.0-85080916561
2019PhyU...62..976B
Цитата: Бабич Л П "Грозовые нейтроны" УФН 189 1044–1069 (2019)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 25 июня 2018, доработана: 10 декабря 2018, 19 декабря 2018

English citation: Babich L P “Thunderous neutrons” Phys. Usp. 62 976–999 (2019); DOI: 10.3367/UFNe.2018.12.038501

Список литературы (173) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (22) Похожие статьи (20)

  1. Тарасова Л В, Худякова Л Н ЖТФ 39 1530 (1969); Tarasova L V, Khudyakova L N Sov. Phys. Tech. Phys. 14 1148 (1969)
  2. Тарасова Л В и др ЖТФ 44 564 (1974); Tarasova L V et al Sov. Phys. Tech. Phys. 19 351 (1975)
  3. Wilson C T R Math. Proc. Cambr. Philos. Soc. 22 534 (1925)
  4. Eddington A S Nature 117 25 (1926)
  5. Parks G E et al Geophys. Res. Lett. 8 1176 (1981)
  6. McCarthy M, Parks G K Geophys. Res. Lett. 12 393 (1985)
  7. Fishman G J et al Science 264 1313 (1994)
  8. Eack K B et al J. Geophys. Res. 101 29637 (1996)
  9. Eack K B et al Geophys. Res. Lett. 23 2915 (1996)
  10. Eack K B et al Geophys. Res. Lett. 27 185 (2000)
  11. Chubenko A P et al Phys. Lett. A 275 90 (2000)
  12. Chubenko AP et al Phys. Lett. A 309 90 (2003)
  13. Alexeenko V V et al Phys. Lett. A 301 299 (2002)
  14. Cummer S A et al Geophys. Res. Lett. 32 L08811 (2005)
  15. Cummer S A et al Geophys. Res. Lett. 38 L14810 (2011)
  16. Dwyer J R J. Geophys. Res. 113 D10103 (2008)
  17. Dwyer J R, Grefenstette B W, Smith D M Geophys. Res. Lett. 35 L02815 (2008)
  18. Dwyer J R, D M Smith, Cummer S A Space Sci. Rev. 173 133 (2012)
  19. Dwyer J R et al J. Plasma Phys. 81 475810405 (2015)
  20. Smith D M et al Science 307 1085 (2005)
  21. Grefenstette B W et al J. Geophys. Res. 114 A02314 (2009)
  22. Smith D M et al J. Geophys. Res. 116 D20124 (2011)
  23. Briggs M S et al J. Geophys. Res. 115 A07323 (2010)
  24. Briggs M S et al Geophys. Res. Lett. 38 L02808 (2011)
  25. Marisaldi M et al J. Geophys. Res. 115 A00E13 (2010)
  26. Marisaldi M et al Phys. Rev. Lett. 105 128501 (2010)
  27. Connaughton V et al J. Geophys. Res. 115 A12307 (2011)
  28. Tsuchiya H et al Phys. Rev. Lett. 99 165002 (2007)
  29. Tsuchiya H et al Phys. Rev. Lett. 102 255003 (2009)
  30. Tsuchiya H et al J. Geophys. Res. 116 D09113 (2011)
  31. Tsuchiya H et al Phys. Rev. D 85 092006 (2012)
  32. Moore C B et al Geophys. Res. Lett. 28 2141 (2001)
  33. Chilingarian A A et al Phys. Rev. D 82 043009 (2010)
  34. Chilingarian A, Bostanjyan N, Vanyan L Phys. Rev. D 85 085017 (2012)
  35. Chilingarian A et al Phys. Rev. D 86 093017 (2012)
  36. Chilingarian A, Hovsepyan G, Kozliner L Phys. Rev. D 88 073001 (2013)
  37. Chilingarian A, Hovsepyan G, Mantasakanyan E Phys. Rev. D 93 052006 (2016)
  38. Torii T et al Geophys. Res. Lett. 36 L13804 (2009)
  39. Tavani M et al (AGILE Team) Phys. Rev. Lett. 106 018501 (2011)
  40. Gurevich A V et. al. Phys. Rev. Lett. 108 125001 (2012)
  41. Gurevich A V et al Atmos. Res. 164-165 339 (2015)
  42. Gurevich A V et al Phys. Rev. D 94 023003 (2016)
  43. Tran M D et al J. Atmos. Solar Terrest. Phys. 136 86 (2015)
  44. Kelley N A et al Nature Commun. 6 7845 (2015)
  45. Kuroda Y et al Phys. Lett. B 758 286 (2016)
  46. Enoto T et al Nature 551 481 (2017)
  47. Umemoto D et al Phys. Rev. E 93 021201(R) (2016)
  48. Хаердинов Н С, Лидванский А С Изв. РАН. Сер. физ. 71 1032 (2007)
  49. Khaerdinov N S, Lidvansky A S Proc. of the 5th Intern. TEPA, Thunderstorms and Elementary Particle Acceleration, TEPA 2015, Nor-Amberd, Armenia, October 5 - 9, 2015 (Ed. A Chilingarian) (Yerevan: Yerevan Physics Institute, 2016) p. 35
  50. Stanley M A et al Geophys. Res. Lett. 33 L06803 (2006)
  51. Shao X-M, Hamlin T, Smith D M J. Geophys. Res. 115 A00E30 (2010)
  52. Бабич Л П ТВТ 33 659 (1995); Babich L P High Temp. 33 653 (1995)
  53. Dwyer J R Sci. Am. 292 (5) 64 (2005)
  54. McCarthy M P, Parks G K J. Geophys. Res. 97 5857 (1992)
  55. Gurevich A V, Milikh G M, Roussel-Dupre R Phys. Lett. A 165 463 (1992)
  56. Dwyer J R Geophys. Res. Lett. 30 2055 (2003)
  57. Babich L P et al Geophys. Res. Lett. 32 L09809 (2005)
  58. Meek J M, Craggs J D Electrical Breakdown of Gases (Oxford: Clarendon Press, 1953); Пер. на русск. яз., Мик Д, Крэгс Д Электрический пробой в газах (М.: ИЛ, 1960)
  59. Райзер Ю П Физика газового разряда (М.: Наука, 1992); Пер. на англ. яз., Raizer Y P Gas Discharge Physics (Berlin: Springer, 1991)
  60. Schonland B F J Proc. R. Soc. London A 118 37 (1928)
  61. Schonland B F J, Viljoen J P T Proc. R. Soc. London A 140 314 (1933)
  62. Appleton E V, Bowen K G Nature 132 965 (1933)
  63. Macky W A Math. Proc. Cambr. Philos. Soc. 30 70 (1934)
  64. Halliday E C Math. Proc. Cambr. Philos. Soc. 30 206 (1934)
  65. Clay J, Jongen H F, Aarts A J J Physica 18 801 (1952)
  66. Hill R D J. Geophys. Res. 68 6261 (1963)
  67. Shaw G E J. Geophys. Res. 72 4623 (1967)
  68. Whitmire D P Lett. Nuovo Cimento 26 497 (1979)
  69. Babich L P High-Energy Phenomena in Electric Discharges in Dense Gases: Theory, Experiment and Natural Phenomena (Istc Science and Technology Series) Vol. 2 (Arlington, VA: Futurepast Inc, 2003)
  70. Lidvansky A S J. Phys. G 29 925 (2003)
  71. Chadwick J Nature 129 312 (1932)
  72. Libby L M, Lukens H R J. Geophys. Res. 78 5902 (1973)
  73. Libby W F, Anderson E C, Arnold J R Science 109 227 (1949)
  74. Stephanakis S L et al Phys. Rev. Lett. 29 568 (1972)
  75. Fleischer R L, Plumer J A, Crouch K J. Geophys. Res. 79 5013 (1974)
  76. Fleischer R L J. Geophys. Res. 80 5005 (1975)
  77. Shah G N et al Nature 313 773 (1985)
  78. Shyam A, Kaushik T C J. Geophys. Res. 104 6867 (1999)
  79. Бабич Л П Письма в ЖЭТФ 84 345 (2006); Babich L P JETP Lett. 84 285 (2006)
  80. Кужевский Б М Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3 Физика, Астрон. (5) 14 (2004)
  81. Bratolyubova-Tsulukidze L S et al Adv. Space Res. 34 1815 (2004)
  82. Martin I M, Alves M A J. Geophys. Res. 115 A00E11 (2010)
  83. Стародубцев С А и др Письма в ЖЭТФ 96 201 (2012); Starodubtsev S A et al JETP Lett. 96 188 (2012)
  84. Козлов В И и др Изв. РАН. Сер. физ. 77 652 (2013)
  85. Kozlov V I et al J. Phys. Conf. Ser. 409 012210 (2013)
  86. Ishtiaq P M et al J. Geophys. Res. Atmos. 121 692 (2016)
  87. Carlson B E, Lehtinen N G, Inan U S J. Geophys. Res. 115 A00E19 (2010)
  88. Carlson B E, Lehtinen N G, Inan U S Geophys. Res. Lett. 34 L08809 (2007)
  89. Dwyer J R, Smith D M Geophys. Res. Lett. 32 L22804 (2005)
  90. Clem J M, Dorman L I Space Sci. Rev. 93 335 (2000)
  91. Shibata S et al Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 463 316 (2001)
  92. Бабич Л П и др Геомагнетизм и аэрономия 44 697 (2004); Babich L P et al Geomagn. Aeron. 44 645 (2004)
  93. Lehtinen N G et al Geophys. Res. Lett. 23 2645 (1996)
  94. Babich L P et al J. Geophys. Res. 115 A00E28 (2010)
  95. Qie X et al Geophys. Res. Lett. 32 L05814 (2005)
  96. Babich LP et al J. Geophys. Res. 115 A09317 (2010)
  97. Babich L P et al Phys. Rev. D 89 093010 (2014)
  98. Бабич Л П и др Письма в ЖЭТФ 97 333 (2013); Babich L P et al JETP Lett. 97 291 (2013)
  99. Babich L P et al J. Geophys. Res. Space Phys. 118 7905 (2013)
  100. Babich L P ЖЭТФ 145 433 (2014); Babich L P JETP 118 375 (2014)
  101. Tsuchiya H Astropart. Phys. 33 57 (2014)
  102. Torii T, Takeishi M, Hosono T J. Geophys. Res. 107 4324 (2002)
  103. Krehbiel P R "The electrical structure of thunderstorms" The Earths Electrical Environment (Eds E P Krider, P R Krehbiel) (Washington: Natl. Acad. Press, 1986) p. 96
  104. Бабич Л П и др Физика плазмы 30 666 (2004); Babich L P et al Plasma Phys. Rep. 30 616 (2004)
  105. Dwyer J R, Babich L P J. Geophys. Res. 116 A09301 (2011)
  106. Bowers G S et al Geophys. Res. Lett. 44 10063 (2017)
  107. Mailyan B G et al J. Geophys. Res. Space Phys. 121 11 (2016)
  108. Babich L P et al ЖЭТФ 133 80 (2008); Babich L P et al JETP 106 65 (2008)
  109. Srivastava Y N, Widom A, Larsen L Pramana J. Phys. 75 617 (2010)
  110. Бабич Л П Геомагнетизм и аэрономия 47 702 (2007); Babich L P Geomagn. Aeron. 47 664 (2007)
  111. Babich L P, Roussel-Dupré R A J. Geophys. Res. 112 D13303 (2007)
  112. Babich L P et al Письма в ЖЭТФ 85 589 (2007); Babich L P et al JETP Lett. 85 483 (2007)
  113. Grigoriev A V et al J. Geophys. Res. 115 A00E52 (2010)
  114. Fülöp T, Landreman M Phys. Rev. Lett. 111 015006 (2013)
  115. Paiva G S et al Atmos. Climate Sci. 3 459 (2013)
  116. Babich L P Phys. Rev. C 92 044602 (2015)
  117. Базелян Э М, Райзер Ю П Физика молнии и молниезащиты (Москва: Физматлит, 2001); Bazelyan E M, Raizer Yu P Lightning Physics and Lightning Protection (Bristol: IOP Publ., 2000)
  118. Rakov V A, Uman M A Lightning. Physics and Effects (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2003)
  119. Hill R D J. Geophys. Res. 68 1365 (1963)
  120. Lindsay B G, Stebbings R F J. Geophys. Res. 110 (2005)
  121. Бабич Л П, Лойко Т В, Цукерман В А УФН 160 (7) 49 (1990); Babich L P, Loiko T V, Tsukerman V A Sov. Phys. Usp. 33 521 (1990)
  122. Тарасенко В Ф, Яковленко С И УФН 174 953 (2004); Tarasenko V F, Yakovlenko S I Phys. Usp. 47 887 (2004)
  123. Бабич Л П УФН 175 1069 (2005); Babich L P Phys. Usp. 48 1015 (2005)
  124. Яландин М И и др Письма в ЖТФ 37 (8) 56 (2011); Yalandin M I et al Tech. Phys. Lett. 37 371 (2011)
  125. Gurevich A V et al Phys. Lett. A 375 2845 (2011)
  126. Месяц Г А и др Физика плазмы 38 34 (2012); Mesyats G A et al Plasma Phys. Rep. 38 29 (2012)
  127. Dwyer J R et al Geophys. Res. Lett. 32 L01803 (2005)
  128. Dwyer J R et al Geophys. Res. Lett. 32 L20809 (2005)
  129. Dwyer J R et al J. Geophys. Res. 113 D23207 (2008)
  130. Cooray V et al J. Atmos. Solar Terrestr. Phys. 71 1890 (2009)
  131. Nguyen C V, van Deursen A P J, Ebert U J. Phys. D 41 234012 (2008)
  132. Rahman M et al Geophys. Res. Lett. 35 L06805 (2008)
  133. Kochkin P O et al J. Phys. D 45 425202 (2012)
  134. Kochkin P O, van Deursen A P J, Ebert U J. Phys. D 47 145203 (2014)
  135. Kochkin P O, van Deursen A P J, Ebert U J. Phys. D 48 025205 (2015)
  136. Østgaard N et al J. Geophys. Res. Atmos. 121 2939 (2016)
  137. Nguyen C V et al J. Phys. D 43 025202 (2010)
  138. Köhn C et al Plasma Sources Sci. Technol. 27 015017 (2018)
  139. Agafonov A V et al Phys. Rev. Lett. 111 115003 (2013)
  140. Agafonov A V et al arXiv:1604.07784
  141. Быстрицкий В М и др Изв. РАН. Сер. физ. 74 1635 (2010); Bystritsky V M et al Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 74 1570 (2010)
  142. Царев В А УФН 160 (11) 1 (1990); Tsarev V A Sov. Phys. Usp. 33 881 (1990)
  143. Плютто А А, Капин А Т ЖТФ 45 2533 (1975); Plyutto A A, Kapin A T Sov. Phys. Tech. Phys. 20 1578 (1976)
  144. Symbalisty E M D et al EOS Trans. AGU 78 4760 (1997)
  145. Babich L P et al Phys. Lett. A 245 460 (1998)
  146. Lehtinen N G, Bell T F, Inan U S J. Geophys. Res. 104 24699 (1999)
  147. Babich L P et al IEEE Trans. Plasma Sci. 29 430 (2001)
  148. Бабич Л П и др Докл. РАН 379 606 (2001); Babich L P et al Dokl. Phys. 46 536 (2001)
  149. Бабич Л П, Донской Е Н, Куцык И М ЖЭТФ 134 65 (2008); Babich L P, Donskoy E N, Kutsyk L M JETP 107 49 (2008)
  150. Гуревич А В, Зыбин К П УФН 171 1177 (2001); Gurevich A V, Zybin K P Phys. Usp. 44 1119 (2001)
  151. Gurevich AV et al Phys. Lett. A 275 101 (2000)
  152. Khaerdinov N S, Lidvansky A S, Petkov V B Atmos. Res. 76 346 (2005)
  153. Khaerdinov N S, Lidvansky A S J. Phys. Conf. Ser. 409 012230 (2013)
  154. Лидванский А С, Петков В Б, Хаердинов Н С Изв. РАН. Сер. физ. 68 1605 (2004)
  155. Kanonidi K Kh et al Astrophys. Space Sci. Trans. 7 279 (2011)
  156. Лидванский А С, Хаердинов Н С Изв. РАН. Сер. физ. 71 1052 (2007); Lidvansky A S, Khaerdinov N S Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 71 1024 (2007)
  157. Лидванский А С, Хаердинов Н С, Черняев А Б Изв. РАН. Сер. физ. 71 1056 (2007); Lidvansky A S, Khaerdinov N S, Chernyaev A B Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 71 1028 (2007)
  158. Лидванский А С, Хаердинов Н С Изв. РАН. Сер. физ. 71 1060 (2007); Lidvansky A S, Khaerdinov N S Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 71 1032 (2007)
  159. Lehtinen N G, Inan U S, Bell T F J. Geophys. Res. 106 28841 (2001)
  160. Dwyer J R, Grefenstette B W, Smith D M Geophys. Res. Lett. 35 L02815 (2008)
  161. Hazelton B J et al Geophys. Res. Lett. 36 L01108 (2009)
  162. Cohen M B et al Geophys. Res. Lett. 37 L18806 (2010)
  163. Babich L P Nature 551 443 (2017)
  164. Babich L P Geophys. Res. Lett. 44 11191 (2017)
  165. Dwyer J R Phys. Plasmas 14 042901 (2007)
  166. Babich L P et al J. Geophys. Res. 118 2573 (2013)
  167. Babich L, Loiko T V IEEE Trans. Plasma Sci. 44 3243 (2016)
  168. Бабич Л П, Лойко T В ЖТФ 61 (9) 153 (1991); Babich L P, Loiko T V Sov. Phys. Tech. Phys. 36 213 (1991)
  169. Alekseenko V et al Phys. Rev. Lett. 114 125003 (2015)
  170. Станкевич Ю Л, Калинин В Г ДАН СССР 177 (1) 72 (1967); Stankevich Yu L, Kalinin V G Sov. Phys. Dokl. 12 1042 (1967)
  171. Станкевич Ю Л ЖТФ 40 1476 (1970)
  172. Бабич Л П ЖТФ 42 1617 (1972); Babich L P Sov. Phys. Tech. Phys. 17 1292 (1973)
  173. Бабич Л П, Станкевич Ю Л ЖТФ 42 1669 (1972); Babich L P, Stankevich Yu L Sov. Phys. Tech. Phys. 17 1333 (1973)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение