中微子：“幽靈粒子”畢竟可以與光相互作用

中微子，那些像幾乎什么都沒有一樣流過宇宙的棘手小粒子，終究可能與光相互作用。

根據新的計算，中微子和光子之間的相互作用可以在強大的磁場中發生，這些磁場可以在環繞恒星的等離子體中找到。

北海道大學物理學家石川賢三（Kenzo Ishikawa）和北海道理科大學物理學家Yutaka Tobita說，這一發現可以幫助我們理解為什么太陽的大氣層比表面要熱得多，當然，還可以更詳細地研究神秘的幽靈粒子。

“我們的結果對于理解一些最基本的物質粒子的量子力學相互作用非常重要，”石川 說.“它們還可能有助于揭示目前對太陽和其他恒星中知之甚少的現象的細節。

中微子是在最豐富的顆粒中在宇宙中，僅次于光子。但他們大多保持自我。中微子是幾乎沒有質量，并且幾乎不與物質相互作用。到 a中微子，宇宙就像虛無一樣——陰影或幽靈，它們很容易通過。數十億個中微子現在正在穿過你，就像微小的幽靈一樣。

但科學家認為中微子可能很重要用于探測天體物理現象，并找出為什么宇宙是這樣的，并完善我們對粒子物理學的理解。弄清楚它們是否以及如何與宇宙相互作用，不僅可以揭示有關中微子的信息，還可以揭示有關粒子相互作用和量子宇宙的信息。

石川和托比田的工作是理論性的，使用數學分析來確定中微子可以與電磁量子 - 光子相互作用的環境。他們發現了高度磁化的等離子體 - 氣體帶正電或帶負電，由于電子的減法或加法 – 提供合適的環境。

“在正常的'經典'條件下，中微子不會與光子相互作用，”石川 說.

“然而，我們已經揭示了中微子和光子如何在超大規模均勻磁場中相互作用 - 大至10³km - 以被稱為等離子體的物質形式發現，它發生在恒星周圍。

此前，石川和戶田探討了可能性一種被稱為電弱霍爾效應的理論現象可以促進太陽大氣中的中微子相互作用。這是在極端條件下，宇宙的兩個基本相互作用，電磁和弱力，有點煙熏合二為一。

研究人員發現，在電弱理論下，中微子可以與光子相互作用。如果恒星的大氣層能夠為電弱霍爾效應產生合適的環境，那么這些相互作用可能會在那里發生。

在他們的論文中，Ishikawa和Tobita計算了光子和中微子系統在這種相互作用過程中的能量狀態。

“除了有助于我們理解基礎物理學之外，我們的工作還可能有助于解釋所謂的太陽日冕加熱難題。石川 說.

“這是一個長期存在的謎團，關于太陽最外層大氣層 - 它的日冕 - 的溫度遠高于太陽表面的機制。我們的工作表明，中微子和光子之間的相互作用釋放了加熱太陽日冕的能量。

在未來的工作中，兩人希望進一步研究中微子和光子如何在極端環境中交換能量。

該研究已發表在物理公開賽.

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