Neutrino, những hạt nhỏ bé, tinh vi di chuyển trong vũ trụ gần như không có gì, thực sự có thể tương tác với ánh sáng.

Theo tính toán mới, tương tác giữa neutrino và photon có thể xảy ra trong từ trường mạnh có thể tìm thấy trong plasma bao quanh các ngôi sao.

Đó là một khám phá có thể giúp chúng ta hiểu tại sao bầu khí quyển của Mặt trời lại nóng hơn bề mặt của nó, theo các nhà vật lý Kenzo Ishikawa thuộc Đại học Hokkaido và Yutaka Tobita, nhà vật lý từ Đại học Khoa học Hokkaido – và tất nhiên là nghiên cứu hạt ma bí ẩn trong Mặt trời. Chi tiết hơn.

“Kết quả của chúng tôi rất quan trọng để hiểu được các tương tác cơ học lượng tử của một số hạt vật chất cơ bản.” Ishikawa nói. “Nó cũng có thể giúp tiết lộ chi tiết về những hiện tượng hiện chưa được hiểu rõ ở Mặt trời và các ngôi sao khác.”

Neutrino là Trong số các phân tử phong phú nhất Trong vũ trụ, nó chỉ đứng sau photon. Nhưng họ chủ yếu giữ cho riêng mình. Neutron gần như không có khối lượng và hầu như không tương tác với vật chất. Đối với neutrino, vũ trụ chẳng là gì cả – những cái bóng hay những bóng ma, mà chúng dễ dàng vượt qua. Hàng tỷ neutrino đang đi qua bạn bây giờ, giống như những bóng ma nhỏ bé.

Nhưng các nhà khoa học tin rằng neutrino Nó có thể quan trọng Để thăm dò và khám phá các hiện tượng vật lý thiên văn Tại sao vũ trụ lại như vậyvà nâng cao hiểu biết của chúng ta về vật lý hạt. Việc biết liệu chúng có tương tác với vũ trụ hay không và bằng cách nào sẽ tiết lộ không chỉ thông tin về neutrino mà còn về tương tác của các hạt và vũ trụ lượng tử.

Công trình của Ishikawa và Tobita mang tính lý thuyết, sử dụng phân tích toán học để xác định các điều kiện mà neutron có thể tương tác với các lượng tử điện từ – photon. Họ phát hiện ra rằng plasma có từ tính cao là một chất khí Tích điện dương hoặc âmDo sự trừ hoặc cộng các electron – cung cấp môi trường thích hợp.

“Trong những điều kiện ‘cổ điển’ bình thường, neutrino sẽ không tương tác với photon.” Ishikawa nói.

“Tuy nhiên, chúng tôi đã tiết lộ cách thức có thể tạo ra neutrino và photon để tương tác trong từ trường đều ở quy mô rất lớn – lên tới 10 bậc độ lớn.”³ Bao nhiêu – Nó tồn tại ở dạng một chất gọi là plasma, được tìm thấy xung quanh các ngôi sao.”

Trước đây, Ishikawa và Tobita Tôi đã khám phá khả năng Một hiện tượng lý thuyết gọi là hiệu ứng Hall điện yếu có thể tạo điều kiện thuận lợi cho các tương tác neutrino trong khí quyển mặt trời. Điều này xảy ra khi, trong những điều kiện khắc nghiệt, hai trong số những phản ứng cơ bản nhất trong vũ trụ xảy ra, Điện từ Và Sức mạnh yếuhòa quyện vào nhau thành một.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng theo lý thuyết điện yếu, neutrino có thể tương tác với photon. Nếu bầu khí quyển của một ngôi sao có khả năng tạo ra môi trường thích hợp cho hiệu ứng Hall điện yếu thì những tương tác này có thể xảy ra ở đó.

Trong bài báo của họ, Ishikawa và Tobita tính toán các trạng thái năng lượng của hệ photon-neutrino trong quá trình tương tác này.

“Ngoài việc góp phần vào sự hiểu biết của chúng ta về vật lý cơ bản, công trình của chúng tôi còn có thể giúp giải thích cái gọi là câu đố về sự nóng lên của vầng hào quang mặt trời.” Ishikawa nói.

“Đây là một bí ẩn lâu đời liên quan đến cơ chế khiến bầu khí quyển bên ngoài của Mặt trời – quầng hào quang – ở nhiệt độ cao hơn nhiều so với bề mặt Mặt trời. Công trình của chúng tôi cho thấy rằng sự tương tác giữa neutrino và photon giải phóng năng lượng làm nóng bầu khí quyển của Mặt trời và vành nhật hoa mặt trời.”

Trong công việc tương lai, bộ đôi này hy vọng sẽ tiến hành nghiên cứu sâu hơn về cách neutrino và photon trao đổi năng lượng trong những môi trường khắc nghiệt.

Nghiên cứu được công bố trên Vật lý mở.