La foudre, ce spectacle à la fois terrifiant et fascinant, nous dévoile une facette insoupçonnée de sa nature. Des chercheurs japonais ont capturé, pour la première fois depuis le sol, un éclair accompagné d’un flash gamma terrestre (TGF), un phénomène rarissime et incroyablement énergétique. Cette observation, publiée dans Science Advances, bouleverse notre compréhension de ce qui se trame au cœur des orages les plus violents.

Décryptage d’un Phénomène Cosmique Terrestre

Avant de plonger dans les détails, définissons ce qu’est un TGF. Imaginez un éclair de rayons gamma, une forme de rayonnement électromagnétique bien plus puissante que les rayons X. Ces éclairs, détectés pour la première fois dans les années 1990 par des satellites, sont des cousins terrestres des sursauts gamma cosmiques, ces explosions cataclysmiques qui accompagnent la mort d’étoiles massives (supernovae) ou la formation de trous noirs. Sauf que les TGF, eux, naissent dans notre propre atmosphère.

Une Patience Récompensée par un Instant Fugace

L’équipe de Yuuki Wada, de l’Université d’Osaka, a mis en place un réseau de détection multi-capteurs autour de deux tours de télévision à Kanazawa, une région du Japon réputée pour ses orages hivernaux intenses. Leur but ? Attendre. Et l’attente a payé. Le 30 janvier 2023, à 1h13 du matin, un éclair a frappé l’une des tours. Mais ce n’était pas un éclair ordinaire.

L’événement s’est déroulé en une fraction de seconde. Un traceur descendant, un canal de charge négative s’échappant d’un nuage orageux, a convergé vers un traceur ascendant, une décharge positive émanant du sommet de la tour. Seulement 31 microsecondes avant la collision, à environ 800-900 mètres du sol, le TGF a jailli.

Une Accélération de Particules Relativistes et des Réactions Nucléaires

L’équipe de Wada a constaté que le TGF a débuté lorsque les deux traceurs se sont approchés l’un de l’autre, et qu’il y a eu une production importante d’électrons accélérés à des énergies relativistes dans une région de champ électrique compacte et forte entre les deux traceurs. Le flash gamma n’a duré que 20 microsecondes, mais il a été suffisamment puissant pour déclencher des réactions photonucléaires dans l’air. En clair, les rayons gamma étaient tellement énergétiques qu’ils ont brisé des atomes d’azote et d’oxygène, générant une cascade de particules nucléaires. Un « post-éclat » a même été détecté pendant 80 millisecondes après le flash principal, probablement dû à l’émission de neutrons lors de ces réactions.

Les Implications Subversives de la Découverte

Cette observation est cruciale car elle confirme une théorie longtemps débattue : les TGF proviennent des premières étapes de la foudre. Ce n’est pas un simple sous-produit de la décharge visible, mais un précurseur, déclenché par le champ électrique intense qui se forme juste avant l’impact. Cela remet en question notre vision linéaire de la foudre, la transformant en un phénomène plus complexe et intimement lié aux lois de la physique subatomique.

De plus, certaines théories avancent que les TGF pourraient même produire de l’antimatière. Bien que l’équipe japonaise n’ait pas pu le confirmer directement, leurs observations soutiennent l’idée que les trajectoires convergentes des traceurs concentrent l’énergie au point de transformer l’air en une sorte d’accélérateur de particules naturel.

Un Nouveau Chapitre pour la Science de la Foudre et Au-Delà

Si ces flashes gamma ne représentent pas une menace pour nous, protégés par l’atmosphère, ils offrent une opportunité unique d’étudier la physique des particules extrêmes directement sur Terre. L’étude des TGF pourrait améliorer nos systèmes de protection contre la foudre, nos mesures satellitaires, et même notre compréhension de l’environnement radiatif de la Terre. La foudre, perçue comme une force destructrice, se révèle être une porte d’entrée vers le royaume quantique, un puissant accélérateur de particules capable de sonder les mystères de l’univers.

Cet article a été fait a partir de ces articles:

https://www.zmescience.com/science/news-science/colliding-lightning-gamma-ray/, https://www.zmescience.com/science/news-science/future-of-data-storage-tiny-plastic-molecules/, https://www.zmescience.com/science/news-science/cavorite-x7-hybrid-aircraft/, https://www.zmescience.com/medicine/a-treatment-that-helped-dogs-survive-cancer-is-now-being-used-on-children/, https://www.zmescience.com/medicine/mice-lived-30-longer-and-better-on-this-drug-combo-and-scientists-are-eyeing-human-trials-next/