Nghiên cứu tại Đại học Hokkaido đã phát hiện ra rằng các hạt khó nắm bắt được gọi là neutrino có thể tương tác với các photon - các hạt cơ bản của ánh sáng và các bức xạ điện từ khác - theo cách chưa từng được phát hiện trước đây. Kết quả nghiên cứu của Giáo sư danh dự Đại học Hokkaido Kenzo Ishikawa và đồng nghiệp Yutaka Tobei, giảng viên Đại học Khoa học và Công nghệ Hokkaido, đã được công bố trên tạp chí PhysicsOpen.
Ishikawa cho biết: "Phát hiện của chúng tôi rất quan trọng để hiểu được các tương tác cơ học lượng tử của một số hạt cơ bản nhất của vật chất. Chúng cũng có thể giúp tiết lộ chi tiết về các hiện tượng hiện chưa được hiểu rõ ở Mặt trời và các ngôi sao khác."
Neutrino là một trong những hạt cơ bản bí ẩn nhất của vật chất. Bởi vì neutrino hầu như không tương tác với các hạt khác nên chúng cực kỳ khó nghiên cứu. Chúng trung hòa về điện và hầu như không có khối lượng. Tuy nhiên, chúng rất phong phú, với một lượng lớn neutrino phát ra từ Mặt trời, xuyên qua Trái đất và thậm chí xuyên qua chúng ta mà hầu như không gây ảnh hưởng gì. Tìm hiểu thêm về neutrino rất quan trọng để kiểm tra và hoàn thiện hiểu biết hiện tại của chúng ta về vật lý hạt, được gọi là Mô hình Chuẩn.
"Trong điều kiện 'cổ điển' bình thường, neutrino không tương tác với photon," Ishikawa giải thích. "Tuy nhiên, chúng tôi đã tiết lộ cách neutrino và photon có thể tương tác trong từ trường đồng nhất ở quy mô cực lớn - lớn tới 103 km - xảy ra ở dạng vật chất xung quanh các ngôi sao gọi là plasma. Plasma là một loại khí bị ion hóa, có nghĩa là tất cả các Nguyên tử đều thu được ít nhiều electron, khiến chúng trở thành các ion tích điện âm hoặc dương, thay vì các nguyên tử trung tính có thể tồn tại trong điều kiện hàng ngày trên Trái đất. "
TAGP. H62Hiệu ứng Hall điện yếu và các hiệu ứng của nó
Sự tương tác được các nhà nghiên cứu mô tả liên quan đến một hiện tượng lý thuyết gọi là "hiệu ứng Hall điện yếu". Đây là sự tương tác giữa điện và từ trong những điều kiện khắc nghiệt, trong đó hai lực cơ bản của tự nhiên - lực điện từ và lực yếu - hợp nhất thành điện yếu. Đây là một khái niệm lý thuyết dự kiến sẽ chỉ áp dụng được trong những điều kiện năng lượng cực cao của vũ trụ sơ khai hoặc trong các va chạm ở các máy gia tốc hạt.
Nghiên cứu đã mang lại một mô tả toán học về tương tác neutrino-photon bất ngờ này, được gọi là Lagrangian. Nó mô tả tất cả các thông tin đã biết về trạng thái năng lượng của hệ thống.
Ishikawa cho biết: "Ngoài việc giúp chúng ta hiểu về vật lý cơ bản, nghiên cứu của chúng tôi cũng có thể giúp giải thích bí ẩn về sự nóng lên của vành nhật hoa. Đây là một bí ẩn lâu đời liên quan đến cơ chế khiến nhiệt độ của bầu khí quyển ngoài cùng của mặt trời - vành nhật hoa - cao hơn nhiều so với nhiệt độ bề mặt của mặt trời. Công trình của chúng tôi cho thấy sự tương tác giữa neutrino và photon giải phóng năng lượng làm nóng mặt trời. hào quang."
Ishikawa bày tỏ mong muốn của nhóm họ trong nhận xét kết luận: "Bây giờ chúng tôi hy vọng sẽ tiếp tục công việc của mình và tìm kiếm những hiểu biết sâu sắc hơn, đặc biệt là về sự truyền năng lượng giữa neutrino và photon trong những điều kiện khắc nghiệt này."