冬の遠雷から検出された驚きの現象

雷が発生するとき、その中で何が起きているのだろうか。 ギャラリーページへ

先日2017年11月23日、京都大学の榎戸輝揚（えのと・てるあき）特定准教授らのグループが、雷にともなう放射線の発生を検出したと発表しました（https://www.nature.com/articles/nature24630）。

雷といえば誰でも知ってるお馴染の自然現象ですが、あのどんがらぴっしゃんによって、雷雲内で「ガンマ線」やら「放射性の原子核」やら「中性子」やら「陽電子」などが作られているというのです。

雷さまがそんなエキゾチックな「物」を生成しているとは意外です。一体何が起きているのでしょう。

雷ってなんだっけ

雷は、大規模な摩擦電気です。

猫の毛皮を下敷きでこすったり、セーターを脱ぎ着すると、ぱちぱち放電が起きますが、あれと原理は同じです。手で下敷きやセーターを動かす代わりに、気流が雷雲を動かし、雷雲の中の氷の粒がこすれ合い、巨大な電気エネルギーを発生させます。その電圧は数千万Vになります。

空気は本来絶縁体ですが、大きな電圧が狭い領域にかかると、無理矢理電流が流れます。電荷を持つ電子という粒子が空気の中をかきわけて走り、空気分子に激しく衝突し、分子から電子を揺さぶり落とします。揺さぶり落ちた電子はこれもまた電圧の中で加速されて走り出し、電流に加わります。電流は熱を生み、光と音を発します。

これが放電、すなわち猫の毛皮のぱちぱちやセーターのちくちくや雷のどんがらぴっしゃんの発生機構です。