中性子モニタ：雷雲由来の高エネルギービーム検出デバイス

概要

中性子モニタとは、雷雲での光核反応によって生じるガンマ線や中性子のパルス波形を検出できる小型軽量装置。従来、雷雲は限られた地点でしか観測されていなかったが、ポータビリティに優れた中性子モニタを使うことで複数地点でのマッピング観測が簡便となり、雷雲から放たれるガンマ線や中性子に関する多くの情報を記録できるようになった。雷雲の発生する仕組みを解く鍵として期待されるほか、水分で散乱されやすい性質を持つ中性子を観測できることから、非接触水分検出器としての応用も検討されている。

学術系クラウドファンディング「academist」による研究紹介。雷が発生する謎を解くべく、日本海沿岸で冬季に発生する強力な雷の研究をしていた理化学研究所の榎戸輝揚氏は、雷が電子の反物質である陽電子を出すことを発見。この発見をまとめた論文は世界トップレベルの学術雑誌「Nature」に掲載された。

なぜできるのか？

雷雲からのガンマ線や中性子の観測

中性子モニタの観測対象は、雷雲からの高エネルギー放射線である。雷雲はその内部に、電子や陽電子が高エネルギーに至るまで加速する特殊環境を持っている。加速した電子は大気分子と衝突すると（光核反応）、ガンマ線や中性子のビームを外部に放出させる。中性子モニタは、この“天然の粒子加速器”からビームが放出される瞬間を狙って、常時観測を行っている。