Istraživanje na Univerzitetu Hokaido otkrilo je da neuhvatljive čestice zvane neutrino mogu da stupe u interakciju sa fotonima, osnovnim česticama svetlosti i drugim elektromagnetnim zračenjem, na načine koji ranije nisu otkriveni. Nalazi Kenza Išikave, profesora emeritusa na Univerzitetu Hokaido, sa kolegom Jutakom Tobitom, predavačom na Univerzitetu nauke Hokaido, objavljeni su u časopisu Phisics Open.
„Naši rezultati su važni za razumevanje kvantnih mehaničkih interakcija nekih od najosnovnijih čestica materije“, kaže Išikava. „Oni takođe mogu pomoći u otkrivanju detalja o trenutno slabo shvaćenim pojavama na suncu i drugim zvezdama.“
Neutrini su jedna od najmisterioznijih osnovnih čestica materije. Izuzetno ih je teško proučavati jer jedva da komuniciraju sa drugim česticama. Električni su neutralni i gotovo da nemaju masu. Ipak, oni su veoma bogati, sa ogromnim brojem koji neprestano struji sa Sunca i prolazi kroz Zemlju, a i nas same, sa jedva ikakvim efektom. Naučiti više o neutrinima je važno za testiranje i možda usavršavanje našeg trenutnog razumevanja fizike čestica, poznatog kao Standardni model.
„U normalnim ‘klasičnim’ uslovima, neutrini neće komunicirati sa fotonima“, objašnjava Išikava. „Otkrili smo, međutim, kako se neutrini i fotoni mogu indukovati da interaguju u uniformnim magnetnim poljima izuzetno velike skale—velike čak 10 3 km – nalazi se u obliku materije poznate kao plazma, koja se javlja oko zvezda.“ Plazma je jonizovani gas, što znači da su svi njeni atomi dobili ili višak ili nedostatak elektrona, što ih čini negativno ili pozitivno naelektrisanim jonima, a ne neutralnim atomima koji se mogu pojaviti u svakodnevnim uslovima na Zemlji.
Interakcija koju su opisali istraživači uključuje teorijski fenomen nazvan elektroslabi Holov efekat. Ovo je interakcija elektriciteta i magnetizma u ekstremnim uslovima gde se dve fundamentalne sile prirode – elektromagnetna i slaba sila – stapaju u elektro-slabu silu. To je teorijski koncept za koji se očekuje da se primenjuje samo u uslovima veoma visoke energije ranog univerzuma ili u sudarima u akceleratorima čestica.
Istraživanje je izvelo matematički opis ove neočekivane neutrino-fotonske interakcije, poznate kao Lagranžijan. Ovo opisuje sve što se zna o energetskim stanjima sistema.
„Pored svog doprinosa našem razumevanju fundamentalne fizike, naš rad bi takođe mogao pomoći da se objasni nešto što se zove zagonetka zagrevanja solarne korone“, kaže Išikava. „Ovo je dugogodišnja misterija koja se tiče mehanizma pomoću kojeg je najspoljašnjanija atmosfera Sunca – njegova korona – na mnogo višoj temperaturi od površine Sunca. Naš rad pokazuje da interakcija između neutrina i fotona oslobađa energiju koja zagreva solarna korona“.
„Sada se nadamo da ćemo nastaviti naš rad u potrazi za dubljim uvidima, posebno u vezi sa prenosom energije između neutrina i fotona u ovim ekstremnim uslovima“, kaže Išikava.
