Таємничі нейтрино можуть взаємодіяти зі світлом, виявили вчені

Згідно з новими розрахунками, взаємодія між нейтрино та фотонами може відбуватись у дуже потужних магнітних полях. Такі, наприклад, можна знайти в плазмі, що огортає зірки. Цей факт цілком може привести нас до розкриття загадки, над якою вчені б'ються вже не одне десятиліття, постійно висуваючи все нові й нові припущення: чому корона Сонця значно гарячіша, ніж його поверхня?

Як нейтрино взаємодіють із фотонами

Нейтрино називають одними з найпоширеніших частинок у Всесвіті. Поступаються вони лише фотонам. Майже не маючи маси, ці космічні "привиди" ігнорують навколишній світ, але все одно не можуть бути проігноровані нами, вважають учені.

Нейтрино є важливими для дослідження астрофізичних явищ, розуміння того, чому Всесвіт є таким, яким він є, і вдосконалення наших знань про фізику елементарних частинок. З'ясування того, чи взаємодіють нейтрино з тими чи іншими аспектами Всесвіту, і як саме, відкриває інформацію не лише про самі ці частинки, але й про взаємодію з іншими елементами та про квантовий Всесвіт.

Робота фізиків Кензо Ісікави з Університету Хоккайдо та Ютака Тобіта з Університету Хоккайдо є теоретичною. Вона використовує математичний аналіз для визначення обставин, за яких нейтрино можуть взаємодіяти з електромагнітними квантами — фотонами. І вони виявили, що сильно намагнічена плазма (газ, який заряджається позитивно або негативно, завдяки відніманню або додаванню електронів) відповідає саме таким обставинам.

За звичайних "класичних" умов нейтрино не взаємодіють з фотонами. Однак ми виявили, як можна змусити нейтрино та фотони взаємодіяти в однорідних магнітних полях надзвичайно великого масштабу — до 10³ кілометрів — у матерії, відомій як плазма, що утворюється навколо зірок,
– каже Ісікава.

Отож учені досліджували можливість того, що теоретичне явище, відоме як електрослабкий ефект Холла, може сприяти взаємодії нейтрино в сонячній атмосфері. Це коли в екстремальних умовах дві фундаментальні сили Всесвіту, електромагнетизм і слабка взаємодія, ніби зливаються в одне ціле – це назвали електрослабкою теорією.

Базуючись на електрослабкій теорії дослідники виявили, що нейтрино можуть взаємодіяти з фотонами. Якщо атмосфера зорі може створювати відповідне середовище для електрослабкого ефекту Холла, то ці взаємодії можуть відбуватися саме там.

У своїй роботі Ісікава і Тобіта також обчислюють енергетичні стани системи фотона і нейтрино під час такої взаємодії. У майбутньому вчені дослідять, як нейтрино і фотони обмінюються енергією в екстремальних умовах.