中微子：“幽灵粒子”毕竟可以与光相互作用

中微子，那些像几乎什么都没有一样流过宇宙的棘手小粒子，终究可能与光相互作用。

根据新的计算，中微子和光子之间的相互作用可以在强大的磁场中发生，这些磁场可以在环绕恒星的等离子体中找到。

北海道大学物理学家石川贤三（Kenzo Ishikawa）和北海道理科大学物理学家Yutaka Tobita说，这一发现可以帮助我们理解为什么太阳的大气层比表面要热得多，当然，还可以更详细地研究神秘的幽灵粒子。

“我们的结果对于理解一些最基本的物质粒子的量子力学相互作用非常重要，”石川 说.“它们还可能有助于揭示目前对太阳和其他恒星中知之甚少的现象的细节。

中微子是在最丰富的颗粒中在宇宙中，仅次于光子。但他们大多保持自我。中微子是几乎没有质量，并且几乎不与物质相互作用。到 a中微子，宇宙就像虚无一样——阴影或幽灵，它们很容易通过。数十亿个中微子现在正在穿过你，就像微小的幽灵一样。

但科学家认为中微子可能很重要用于探测天体物理现象，并找出为什么宇宙是这样的，并完善我们对粒子物理学的理解。弄清楚它们是否以及如何与宇宙相互作用，不仅可以揭示有关中微子的信息，还可以揭示有关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论性的，使用数学分析来确定中微子可以与电磁量子 - 光子相互作用的环境。他们发现了高度磁化的等离子体 - 气体带正电或带负电，由于电子的减法或加法 – 提供合适的环境。

“在正常的'经典'条件下，中微子不会与光子相互作用，”石川 说.

“然而，我们已经揭示了中微子和光子如何在超大规模均匀磁场中相互作用 - 大至10³km - 以被称为等离子体的物质形式发现，它发生在恒星周围。

此前，石川和户田探讨了可能性一种被称为电弱霍尔效应的理论现象可以促进太阳大气中的中微子相互作用。这是在极端条件下，宇宙的两个基本相互作用，电磁和弱力，有点烟熏合二为一。

研究人员发现，在电弱理论下，中微子可以与光子相互作用。如果恒星的大气层能够为电弱霍尔效应产生合适的环境，那么这些相互作用可能会在那里发生。

在他们的论文中，Ishikawa和Tobita计算了光子和中微子系统在这种相互作用过程中的能量状态。

“除了有助于我们理解基础物理学之外，我们的工作还可能有助于解释所谓的太阳日冕加热难题。石川 说.

“这是一个长期存在的谜团，关于太阳最外层大气层 - 它的日冕 - 的温度远高于太阳表面的机制。我们的工作表明，中微子和光子之间的相互作用释放了加热太阳日冕的能量。

在未来的工作中，两人希望进一步研究中微子和光子如何在极端环境中交换能量。

该研究已发表在物理公开赛.

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