September 23, 2023

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„Geisterhafte Teilchen“ können doch mit Licht interagieren: ScienceAlert

„Geisterhafte Teilchen“ können doch mit Licht interagieren: ScienceAlert

Neutrinos, diese winzigen, heiklen Teilchen, die wie fast nichts durch das Universum strömen, könnten tatsächlich doch mit Licht interagieren.

Nach neuen Berechnungen können Wechselwirkungen zwischen Neutrinos und Photonen in starken Magnetfeldern auftreten, die im Plasma um Sterne zu finden sind.

Es ist eine Entdeckung, die uns helfen könnte zu verstehen, warum die Atmosphäre der Sonne heißer ist als ihre Oberfläche, sagen die Physiker Kenzo Ishikawa von der Universität Hokkaido und Yutaka Tobita, ein Physiker von der Wissenschaftsuniversität Hokkaido – und natürlich das mysteriöse Geisterteilchen in der Sonne untersuchen könnte. Ausführlicher.

„Unsere Ergebnisse sind wichtig für das Verständnis der quantenmechanischen Wechselwirkungen einiger grundlegender Materieteilchen.“ sagt Ishikawa. „Es könnte auch dazu beitragen, Details derzeit kaum verstandener Phänomene in der Sonne und anderen Sternen aufzudecken.“

Neutrinos sind Zu den am häufigsten vorkommenden Molekülen Im Universum steht es nach den Photonen an zweiter Stelle. Aber sie bleiben meistens unter sich. Neutronen sind nahezu masselos und interagieren kaum mit Materie. Für Neutrinos ist das Universum nichts – Schatten oder Geister, durch die sie leicht hindurchgehen. Milliarden von Neutrinos fliegen jetzt wie winzige Geister durch Sie hindurch.

Aber Wissenschaftler glauben an Neutrinos Es kann wichtig sein Astrophysikalische Phänomene erforschen und entdecken Warum das Universum so ist, wie es istund unser Verständnis der Teilchenphysik verbessern. Zu wissen, ob und wie sie mit dem Universum interagieren, liefert nicht nur Informationen über Neutrinos, sondern auch über die Wechselwirkungen zwischen Teilchen und dem Quantenuniversum.

Die Arbeit von Ishikawa und Tobita ist theoretisch und verwendet mathematische Analysen, um die Bedingungen zu bestimmen, unter denen Neutronen mit elektromagnetischen Quanten – Photonen – interagieren können. Sie entdeckten, dass das hochmagnetisierte Plasma ein Gas ist Positiv oder negativ geladenDurch Subtraktion oder Addition von Elektronen sorgt es für die entsprechende Umgebung.

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„Unter normalen ‚klassischen‘ Bedingungen interagieren Neutrinos nicht mit Photonen.“ sagt Ishikawa.

„Wir haben jedoch gezeigt, wie Neutrinos und Photonen dazu gebracht werden können, in regulären Magnetfeldern sehr großen Ausmaßes – bis zu 10 Größenordnungen – zu interagieren.“3 Wie viel – Es liegt in Form einer Substanz namens Plasma vor, die um Sterne herum vorkommt.“

Zuvor Ishikawa und Tobita Ich habe die Möglichkeit erkundet Ein theoretisches Phänomen, das als elektroschwacher Hall-Effekt bekannt ist, könnte Neutrino-Wechselwirkungen in der Sonnenatmosphäre erleichtern. Dies geschieht, wenn unter extremen Bedingungen zwei der grundlegendsten Reaktionen im Universum ablaufen: Elektromagnetismus Und das Schwache Stärkeirgendwie zu einem Ganzen verschmelzen.

Die Forscher fanden heraus, dass Neutrinos nach der elektroschwachen Theorie mit Photonen interagieren können. Wenn die Atmosphäre eines Sterns in der Lage wäre, die richtige Umgebung für den elektroschwachen Hall-Effekt zu schaffen, könnten diese Wechselwirkungen dort auftreten.

In ihrer Arbeit berechnen Ishikawa und Tobita die Energiezustände des Photon-Neutrino-Systems während dieser Wechselwirkung.

„Unsere Arbeit trägt nicht nur zu unserem Verständnis der Grundlagenphysik bei, sondern könnte auch dazu beitragen, das sogenannte Rätsel der solaren Koronaerwärmung zu lösen.“ sagt Ishikawa.

„Dies ist ein seit langem bestehendes Rätsel über den Mechanismus, durch den die äußere Atmosphäre der Sonne – die Korona – eine viel höhere Temperatur aufweist als die Sonnenoberfläche. Unsere Arbeit zeigt, dass die Wechselwirkung zwischen Neutrinos und Photonen Energie freisetzt, die die Sonnenatmosphäre erwärmt und.“ die Sonnenkorona.“

In zukünftigen Arbeiten hofft das Duo, weitere Untersuchungen darüber durchführen zu können, wie Neutrinos und Photonen in extremen Umgebungen Energie austauschen.

Die Forschung wurde veröffentlicht in Physik ist offen.