Zes jaar geleden vloog Joseph Dwyer, een atmosferisch fysicus, een straalvliegtuig in het hart van een onweerswolk. Het traject van het vliegtuig was geen toeval - Dwyer is een expert op het gebied van bliksem. Hij staat erom bekend kleine raketten die door koperdraad aan de grond zijn vastgebonden rechtstreeks naar stormen te sturen om bliksemschichten aan te trekken. Maar ondanks jaren werk, zijn er mysteries over bliksem en de stormen die het veroorzaken. "De binnenkant van onweer is als bizarre landschappen die we nog maar nauwelijks zijn gaan verkennen, " vertelde hij Davide Castelvecchi voor de natuur .
En tijdens die specifieke vlucht zes jaar geleden ontdekte Dwyer iets dat hij nog steeds niet volledig kan verklaren. Na wat hij "een verkeerde bocht" noemt, kwam het vliegtuig in een vreemde wolk van antimaterie.
Wetenschappers weten al dat onweersbuien broedplaatsen zijn voor een bepaald soort antimaterie, positronen genaamd. Deze deeltjes zijn het tegenovergestelde van elektronen. Ze dragen een positieve lading (vandaar de naam) waar elektronen een negatieve lading dragen. Wanneer de twee elkaar ontmoeten, vernietigen ze elkaar, een gebeurtenis die onderzoekers kunnen zien omdat het een flits van gammastralen afwerpt. NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope was in staat deze gammaflitsen te zien sprankelen door onweersbuien kort na de lancering in 2008. Elke flits geeft een duidelijke hoeveelheid energie - de handtekening van een elektron- en positronvergadering.
Dwyers missie was daarom om naar die gammastraalflitsen te zoeken. Hij zat toen bij het Florida Institute of Technology en was in staat om een vliegtuig te krijgen - het type dat meestal door zakenmensen wordt gevlogen, meldt Castelvecchi - en vliegt voor de kust van Georgia op zoek naar die gammastralen. Op een noodlottig punt dachten de piloten dat ze waren teruggekeerd naar de kust. Castelvecchi schrijft:
"In plaats daarvan was het een lijn van onweersbuien - en we vlogen erdoorheen", zegt Dwyer. Het vliegtuig rolde heftig heen en weer en dook plotseling naar beneden. "Ik dacht echt dat ik zou sterven."
Gedurende die tijd kwamen sommige van de gammastralingskenmerken die Dwyer opnam echter niet op het juiste energieniveau. Ze hadden iets minder energie dan hij had verwacht. In de jaren sinds de vlucht hebben ze geprobeerd erachter te komen waarom. Dwyer en zijn collega's vermoeden dat de stralen energie verloren toen ze door de lucht reisden en het vliegtuig bereikten. Ze schatten dat het vliegtuig door een kleine wolk van antimaterie vloog, ongeveer een tot twee kilometer breed.
De antimaterie is waarschijnlijk nog steeds positrons, maar waar ze vandaan kwamen staat nog steeds ter discussie. In plaats van gecreëerd te zijn door de onweersbui, hadden ze vanuit de ruimte naar binnen kunnen stromen in de vorm van kosmische stralen. Of, zoals een andere natuurkundige, Aleksandr Gurevich, die niet in het team zat, suggereert, dat de vleugels van het vliegtuig een lading hadden kunnen verzamelen, extreem intense elektrische velden produceerden die positronen genereerden.
De enige manier om al deze aanhoudende vragen over de antimateriële wolk te beantwoorden, is terug te gaan naar de plaats van de misdaad - Dwyer wil weerballonnen naar het centrum van gewelddadige stormen sturen. Ook hoopt de US National Science Foundation een detector te vliegen die gammastralen weer in een storm kan meten, dit keer op een gepantserd antitankvliegtuig dat niet zo gemakkelijk wordt weggegooid, meldt Castelvecchi. "Het is heel moeilijk om metingen te doen in het onweer, " vertelde Dwyer aan Ira Flatow op NPR 's Science Friday in 2010. "Het zijn grote gevaarlijke plaatsen." Maar niet gevaarlijk genoeg om nieuwsgierigheid te belemmeren.
