Afinal, ‘partículas fantasmagóricas’ podem interagir com a luz: ScienceAlert

Os neutrinos, aquelas partículas minúsculas e delicadas que fluem pelo universo como se fossem quase nada, podem na verdade estar interagindo com a luz, afinal.

De acordo com novos cálculos, as interações entre neutrinos e fótons podem ocorrer em campos magnéticos fortes que podem ser encontrados no plasma que envolve as estrelas.

É uma descoberta que pode ajudar-nos a compreender porque é que a atmosfera do Sol é mais quente do que a sua superfície, dizem os físicos Kenzo Ishikawa da Universidade de Hokkaido e Yutaka Tobita, um físico da Universidade de Ciências de Hokkaido – e, claro, a estudar a misteriosa partícula fantasma no Sol. Em mais detalhes.

“Nossos resultados são importantes para a compreensão das interações da mecânica quântica de algumas partículas fundamentais da matéria.” Ishikawa diz. “Também pode ajudar a revelar detalhes de fenómenos atualmente pouco compreendidos no Sol e noutras estrelas.”

Neutrinos são Entre as moléculas mais abundantes No universo, perde apenas para os fótons. Mas eles geralmente são reservados. Os nêutrons são quase sem massa e quase não interagem com a matéria. Para os neutrinos, o universo não é nada – sombras ou fantasmas, pelos quais eles passam facilmente. Bilhões de neutrinos estão passando por você agora, como pequenos fantasmas.

Mas os cientistas acreditam que os neutrinos Pode ser importante Para sondar e descobrir fenômenos astrofísicos Por que o universo é do jeito que ée melhorar nossa compreensão da física de partículas. Saber se e como eles interagem com o universo revela não apenas informações sobre os neutrinos, mas também sobre as interações das partículas e do universo quântico.

O trabalho de Ishikawa e Tobita é teórico, usando análise matemática para determinar as condições sob as quais os nêutrons podem interagir com os quanta eletromagnéticos – os fótons. Eles descobriram que o plasma altamente magnetizado é um gás Carga positiva ou negativaDevido à subtração ou adição de elétrons – fornece o ambiente apropriado.

“Sob condições ‘clássicas’ normais, os neutrinos não interagirão com os fótons.” Ishikawa diz.

“No entanto, revelamos como neutrinos e fótons podem ser induzidos a interagir em campos magnéticos regulares de escala muito grande – até 10 ordens de magnitude.”³ Quanto – Existe na forma de uma substância conhecida como plasma, que se encontra em torno das estrelas.”

Anteriormente, Ishikawa e Tobita Eu explorei a possibilidade Um fenômeno teórico conhecido como efeito Hall eletrofraco poderia facilitar as interações de neutrinos na atmosfera solar. Isto acontece quando, sob condições extremas, ocorrem duas das reações mais fundamentais do universo, Eletromagnetismo E a Força fracameio que se misturando em um só.

Os pesquisadores descobriram que, de acordo com a teoria eletrofraca, os neutrinos podem interagir com os fótons. Se a atmosfera de uma estrela fosse capaz de produzir o ambiente certo para o efeito Hall eletrofraco, essas interações poderiam ocorrer ali.

Em seu artigo, Ishikawa e Tobita calculam os estados de energia do sistema fóton-neutrino durante essa interação.

“Além de contribuir para a nossa compreensão da física fundamental, o nosso trabalho também pode ajudar a explicar o chamado quebra-cabeça do aquecimento da coroa solar.” Ishikawa diz.

“Este é um mistério de longa data relativamente ao mecanismo pelo qual a atmosfera exterior do Sol – a coroa – está a uma temperatura muito mais elevada do que a superfície do Sol. O nosso trabalho mostra que a interacção entre neutrinos e fotões liberta energia que aquece a atmosfera do Sol. A coroa solar.”

Em trabalhos futuros, a dupla espera realizar mais pesquisas sobre como neutrinos e fótons trocam energia em ambientes extremos.

A pesquisa foi publicada em A física está aberta.