„Widmowe cząstki” mogą jednak oddziaływać ze światłem: ScienceAlert

Neutrina, te maleńkie, delikatne cząstki, które przepływają przez wszechświat jak prawie nic, mogą mimo wszystko oddziaływać ze światłem.

Według nowych obliczeń interakcje między neutrinami i fotonami mogą zachodzić w silnych polach magnetycznych, które można znaleźć w plazmie owiniętej wokół gwiazd.

To odkrycie może pomóc nam zrozumieć, dlaczego atmosfera Słońca jest gorętsza niż jego powierzchnia, mówią fizycy Kenzo Ishikawa z Uniwersytetu Hokkaido i Yutaka Tobita, fizyk z Uniwersytetu Nauk w Hokkaido – i oczywiście zbadać tajemniczą cząstkę ducha w Słońcu. Bardziej szczegółowo.

„Nasze wyniki są ważne dla zrozumienia oddziaływań mechaniki kwantowej niektórych podstawowych cząstek materii”. Mówi Ishikawa. „Może to również pomóc w ujawnieniu szczegółów obecnie słabo poznanych zjawisk na Słońcu i innych gwiazdach”.

Neutrina są Wśród najliczniejszych cząsteczek We wszechświecie ustępuje jedynie fotonom. Ale przeważnie zachowują się dla siebie. Neutrony są prawie bezmasowe i ledwo oddziałują z materią. Dla neutrin wszechświat jest niczym – cieniami lub duchami, przez które łatwo przechodzą. Miliardy neutrin przechodzą teraz przez ciebie jak maleńkie duchy.

Ale naukowcy wierzą, że neutrina To może być ważne Badanie i odkrywanie zjawisk astrofizycznych Dlaczego wszechświat jest taki, jaki jesti poprawić naszą wiedzę o fizyce cząstek elementarnych. Wiedza o tym, czy i jak oddziałują one z wszechświatem, ujawnia nie tylko informacje o neutrinach, ale także o oddziaływaniach cząstek i wszechświata kwantowego.

Praca Ishikawy i Tobity ma charakter teoretyczny, wykorzystując analizę matematyczną do określenia warunków, w jakich neutrony mogą oddziaływać z kwantami elektromagnetycznymi – fotonami. Odkryli, że silnie namagnesowana plazma jest gazem Naładowany dodatnio lub ujemnieDzięki odejmowaniu lub dodawaniu elektronów – zapewnia odpowiednie środowisko.

„W normalnych, „klasycznych” warunkach neutrina nie będą oddziaływać z fotonami.” Mówi Ishikawa.

„Ujawniliśmy jednak, w jaki sposób neutrina i fotony można indukować do interakcji w regularnych polach magnetycznych o bardzo dużej skali – do 10 rzędów wielkości”.³ Ile? Występuje w postaci substancji zwanej plazmą, która występuje wokół gwiazd.

Wcześniej Ishikawa i Tobita Zbadałem taką możliwość Teoretyczne zjawisko znane jako elektrosłaby efekt Halla może ułatwić interakcje neutrin w atmosferze słonecznej. Dzieje się tak, gdy w ekstremalnych warunkach zachodzą dwie z najbardziej podstawowych reakcji we wszechświecie: Elektromagnetyzm I Słaba siłajakby zlewające się w jedno.

Naukowcy odkryli, że zgodnie z teorią elektrosłabą neutrina mogą oddziaływać z fotonami. Gdyby atmosfera gwiazdy była w stanie wytworzyć odpowiednie środowisko dla elektrosłabego efektu Halla, takie interakcje mogłyby tam zachodzić.

W swojej pracy Ishikawa i Tobita obliczają stany energetyczne układu foton-neutrino podczas tej interakcji.

„Oprócz wkładu w zrozumienie podstawowych fizyki nasza praca może również pomóc w wyjaśnieniu tak zwanej zagadki ogrzewania koroną słoneczną”. Mówi Ishikawa.

„To od dawna zagadka dotycząca mechanizmu, dzięki któremu zewnętrzna atmosfera Słońca – korona – ma znacznie wyższą temperaturę niż powierzchnia Słońca. Nasza praca pokazuje, że interakcja między neutrinami i fotonami uwalnia energię, która podgrzewa atmosferę Słońca. Korona słoneczna.”

W przyszłych pracach duet ma nadzieję przeprowadzić dalsze badania nad sposobem, w jaki neutrina i fotony wymieniają energię w ekstremalnych środowiskach.

Badanie zostało opublikowane w Fizyka jest otwarta.