Нейтрино: «частицы-призраки» все-таки могут взаимодействовать со светом
Нейтрино, хитрые маленькие частицы, которые просто текут сквозь Вселенную, как будто это практически ничто, в конце концов могут взаимодействовать со светом.
Согласно новым расчетам, взаимодействия между нейтрино и фотонами могут происходить в мощных магнитные поля, которые можно обнаружить в плазме, окружающей звезды.
Это открытие может помочь нам понять, почему атмосфера Солнца намного горячее, чем его поверхность, говорят физик из Университета Хоккайдо Кензо Исикава и Ютака Тобита. физик из Университета науки Хоккайдо – и, конечно же, более подробно изучить загадочную частицу-призрак.
«Наши результаты важны для понимания квантово-механических взаимодействий некоторых из наиболее фундаментальных частиц материи », — говорит Исикава. «Они также могут помочь раскрыть детали пока еще плохо изученных явлений на Солнце и других звездах».
Нейтрино являются одними из самых распространенных частиц во Вселенной, уступая только фотонам. Но в основном они держатся особняком. Нейтрино почти не имеют массы и практически не взаимодействуют с веществом. Для нейтрино Вселенная — ничто — тени или призраки, сквозь которые они проходят с легкостью. Миллиарды нейтрино проходят через вас прямо сейчас, как крошечные призраки.
Но ученые полагают, что нейтрино могут быть важны для исследования астрофизических явлений, выяснения того, почему Вселенная такая, какая она есть, и уточнения нашего понимания. физики элементарных частиц. Выяснение того, взаимодействуют ли они со Вселенной и каким образом, дает информацию не только о нейтрино, но и о взаимодействиях частиц и квантовой Вселенной.
Работа Исикавы и Тобиты носит теоретический характер и использует математический анализ для определения обстоятельства, при которых нейтрино могут взаимодействовать с электромагнитными квантами – фотонами. И они обнаружили, что сильно намагниченная плазма – газ, который заряжен либо положительно, либо отрицательно в результате вычитания или добавления электронов – представляет собой подходящую среду.
«В нормальных «классических» условиях нейтрино не будут взаимодействовать. с фотонами», — говорит Исикава.
«Однако мы обнаружили, как можно заставить нейтрино и фотоны взаимодействовать в однородных магнитных полях чрезвычайно большого масштаба — целых 103 км – встречается в форме материи, известной как плазма, которая возникает вокруг звезд».
Ранее Исикава и Тобита исследовали возможность того, что теоретическое явление, известное как электрослабый эффект Холла, может способствовать взаимодействиям нейтрино. в солнечной атмосфере. Это когда в экстремальных условиях два фундаментальных взаимодействия Вселенной, электромагнетизм и слабое взаимодействие, как бы сливаются в одно.
В соответствии с электрослабой теорией нейтрино могут взаимодействовать с фотонами, обнаружили исследователи. Если бы атмосфера звезды могла создать подходящую среду для электрослабого эффекта Холла, эти взаимодействия могли бы иметь место именно там.
В своей статье Исикава и Тобита рассчитывают энергетические состояния системы фотона и фотона. нейтрино во время этого взаимодействия.
«Помимо вклада в наше понимание фундаментальной физики, наша работа может также помочь объяснить то, что называется загадкой нагрева солнечной короны», — говорит Исикава.
«Это давняя загадка, касающаяся механизма, благодаря которому самая внешняя атмосфера Солнца – его корона – имеет гораздо более высокую температуру, чем поверхность Солнца. Наша работа показывает, что взаимодействие между нейтрино и фотонами высвобождает энергию, которая нагревает солнечная корона».
В будущей работе дуэт надеется продолжить изучение того, как нейтрино и фотоны обмениваются энергией в экстремальных условиях.
Результаты исследования опубликованы в Physics Open.
