‘Partikel hantu’ bisa berinteraksi dengan cahaya: ScienceAlert

Neutrino, partikel kecil dan rumit yang mengalir melalui alam semesta seolah-olah tidak ada apa-apa, mungkin sebenarnya berinteraksi dengan cahaya.

Menurut perhitungan baru, interaksi antara neutrino dan foton dapat terjadi dalam medan magnet kuat yang ditemukan pada plasma yang membungkus bintang.

Ini adalah penemuan yang dapat membantu kita memahami mengapa atmosfer Matahari lebih panas daripada permukaannya, kata fisikawan Kenzo Ishikawa dari Universitas Hokkaido dan Yutaka Tobita, fisikawan dari Universitas Sains Hokkaido – dan tentu saja mempelajari partikel hantu misterius di Matahari. Lebih terinci.

“Hasil kami penting untuk memahami interaksi mekanika kuantum dari beberapa partikel fundamental materi.” kata Ishikawa. “Ini juga dapat membantu mengungkap rincian fenomena Matahari dan bintang lainnya yang saat ini kurang dipahami.”

Neutrino adalah Di antara molekul yang paling melimpah Di alam semesta, ia menempati urutan kedua setelah foton. Tapi mereka kebanyakan menyendiri. Neutron hampir tidak bermassa dan hampir tidak berinteraksi dengan materi. Bagi neutrino, alam semesta bukanlah apa-apa – bayangan atau hantu, yang dapat dilalui dengan mudah. Miliaran neutrino melewati Anda sekarang, seperti hantu kecil.

Namun para ilmuwan percaya pada neutrino Ini bisa menjadi penting Untuk menyelidiki dan menemukan fenomena astrofisika Mengapa alam semesta seperti inidan meningkatkan pemahaman kita tentang fisika partikel. Mengetahui apakah dan bagaimana mereka berinteraksi dengan alam semesta tidak hanya mengungkapkan informasi tentang neutrino, tetapi juga tentang interaksi partikel dan alam semesta kuantum.

Karya Ishikawa dan Tobita bersifat teoretis, menggunakan analisis matematis untuk menentukan kondisi di mana neutron dapat berinteraksi dengan kuanta elektromagnetik – foton. Mereka menemukan bahwa plasma yang sangat bermagnet adalah gas Bermuatan positif atau negatifKarena pengurangan atau penambahan elektron – menyediakan lingkungan yang sesuai.

“Dalam kondisi ‘klasik’ normal, neutrino tidak akan berinteraksi dengan foton.” kata Ishikawa.

“Namun, kami telah mengungkapkan bagaimana neutrino dan foton dapat diinduksi untuk berinteraksi dalam medan magnet biasa dalam skala yang sangat besar – hingga 10 kali lipat.”³ Berapa banyak – Ia ada dalam bentuk zat yang dikenal sebagai plasma, yang ditemukan di sekitar bintang.”

Sebelumnya, Ishikawa dan Tobita Saya menjajaki kemungkinannya Fenomena teoretis yang dikenal sebagai efek Hall elektrolemah dapat memfasilitasi interaksi neutrino di atmosfer matahari. Hal ini terjadi ketika, dalam kondisi ekstrem, terjadi dua interaksi paling mendasar di alam semesta, Elektromagnetisme Dan itu Kekuatan lemahsemacam menyatu menjadi satu.

Para peneliti menemukan bahwa berdasarkan teori elektrolemah, neutrino dapat berinteraksi dengan foton. Jika atmosfer bintang mampu menghasilkan lingkungan yang tepat untuk efek Hall elektrolemah, interaksi ini dapat terjadi di sana.

Dalam makalah mereka, Ishikawa dan Tobita menghitung keadaan energi sistem foton-neutrino selama interaksi ini.

“Selain berkontribusi pada pemahaman kita tentang fisika dasar, penelitian kami juga dapat membantu menjelaskan apa yang disebut teka-teki pemanasan korona matahari.” kata Ishikawa.

“Ini adalah misteri lama mengenai mekanisme atmosfer luar Matahari – corona – berada pada suhu yang jauh lebih tinggi daripada permukaan Matahari. Penelitian kami menunjukkan bahwa interaksi antara neutrino dan foton melepaskan energi yang memanaskan atmosfer Matahari. Korona Matahari.”

Di masa depan, keduanya berharap dapat melakukan penelitian lebih lanjut tentang bagaimana neutrino dan foton bertukar energi di lingkungan ekstrem.

Penelitian ini dipublikasikan di Fisika terbuka.