Неутриното, малките ловки частици, които бродят през Вселената с лекота, може би все пак взаимодейства със светлината.
Според нови изчисления взаимодействието между неутрино и фотони може да се осъществи в мощни магнитни полета, които се намират в плазмата, обвиваща звездите.
Това е откритие, което може да ни помогне да разберем защо атмосферата на Слънцето е много по-гореща от повърхността му, казват физикът от Университета Хокайдо Кензо Ишикава и Ютака Тобита, физик от Научния университет в Хокайдо - и, разбира се, да изучим по-подробно мистериозната частица призрак.
"Нашите резултати са важни за разбирането на квантовомеханичните взаимодействия на някои от най-фундаменталните частици на материята", казва Ишикава. "Те могат също така да помогнат за разкриване на подробности за слабо проучени понастоящем явления в Слънцето и други звезди."
Неутриното е сред най-разпространените частици във Вселената - на второ място след фотоните. То е почти без маса и почти не взаимодейства с материята. За едно неутрино Вселената е като нищо - сенки или призраци, през които те просто преминават със завидна лекота. Точно в този момент милиарди неутрино преминават през вас досущ като мънички призраци.
Но учените смятат, че неутриното може да бъде важно за изследването на астрофизични явления, за изясняване на причините за съществуването на Вселената и за усъвършенстване на разбирането ни за физиката на елементарните частици. Изследването на това дали и как те взаимодействат с Вселената разкрива информация не само за неутриното, но и за взаимодействието между частиците и квантовата Вселена.
Работата на Ишикава и Тобита е теоретична, като се използва математически анализ за определяне на обстоятелствата, при които неутриното може да взаимодейства с електромагнитни кванти - фотони. Учените откриват, че силно намагнетизираната плазма - газ, който е положително или отрицателно зареден, поради отнемане или добавяне на електрони - предлага подходящата среда.
"При нормални "класически" условия неутриното няма да взаимодейства с фотоните", казва Ишикава.
"Ние обаче разкрихме как неутрино и фотони могат да бъдат подтикнати да си взаимодействат в равномерни магнитни полета от изключително голям мащаб - с големина до 103 км - които се срещат във формата на материята, известна като плазма, която се среща около звездите."
По-рано Ишикава и Тобита изследват възможността теоретичното явление, известно като електрослабия ефект на Хол, да улесни взаимодействието на неутриното в слънчевата атмосфера. Това се случва, когато при екстремни условия две от фундаменталните взаимодействия във Вселената - електромагнетизмът и слабата сила - сякаш се сливат в едно.
Изследователите установяват, че според електрослабата теория неутриното може да взаимодейства с фотоните. Ако атмосферата на една звезда може да създаде подходяща среда за електрослабия ефект на Хол, тези взаимодействия биха могли да се осъществяват там.
Сега в своята статия Ишикава и Тобита изчисляват енергийните състояния на системата от фотон и неутрино по време на това взаимодействие.
"В допълнение към приноса си за разбирането на фундаменталната физика, нашата работа може да помогне и за обяснението на нещо, наречено загадка за нагряването на слънчевата корона", казва Ишикава.
"Това е дългогодишна загадка, отнасяща се до механизма, чрез който най-външната атмосфера на Слънцето - неговата корона - е с много по-висока температура от повърхността му. Нашата работа показва, че взаимодействието между неутрино и фотони освобождава енергия, която нагрява слънчевата корона."
В бъдещата си работа дуото се надява да продължи да изследва как неутриното и фотоните обменят енергия в екстремни среди.
Изследването е публикувано във Physics Open.
Източник: Science Alert
