微中子可能还是与光子有交互作用

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  微中子是一种极为棘手的电中性次原子粒子,它在宇宙中到处穿行,几乎没有质量。然而,它们的数量极其丰富,恒星是它们的大量来源,产出后就会穿过地球、穿过我们的身体,而我们完全无法察觉,如入无人之境,除了黑洞以外没有什么东西可以阻挡它前进,也因此人类最早观测到微中子是在1970年代的事情,但近期科学家的一篇研究,似乎显示它们可能真的会与光子有着交互作用。

  光子是光和其它电磁辐射的基本粒子,北海道大学的石川健三及飞田豊在论文中提到了一种微中子与光子间未曾见过的互动形式,研究成果发表于《开放物理》(Physics Open)期刊。

  在正常的经典条件下,微中子并不会与光子相互作用,然而在一种对极小粒子的大尺度均匀电浆磁场范围内来说,两者会被诱导产生交互作用。此前,石川及飞田两位教授都曾研究了一种被称为电弱霍尔效应的理论现象,这种理论可以促进太阳大气中的微中子产生交互作用。在这样的极端条件下,宇宙中的两种基本力-电磁力与弱力,在某种程度上可以融合为一,故称其为电弱力

  他们发现在电弱理论下,微中子可以与光子交互作用,如果一颗恒星能够为电弱霍尔效应创造合适的环境,那这些交互作用就可能发生于该处,在论文中,石川及飞田教授计算了交互作用过程中光子和微中子系统的能量状态,他们将这种意想不到的作用描述为拉格朗日函数,但也认为这项理论仅适用于早期宇宙的高能量条件或是现在粒子加速器碰撞的极端状况下。

2019年日全食。日全食时可见清晰的日冕,或许高热的日冕与微中子可能也会有些关连。This image was taken by the ESA–CESAR team of scientists at the total solar eclipse visible from ESO's La Silla Observatory on 2 July 2019. It was made by combining multiple polarised images of the solar corona during totality to bring out the details in its structure. Credit: ESA/CESAR
图说:2019年日全食。日全食时可见清晰的日冕,或许高热的日冕与微中子可能也会有些关连。来源:ESO

  这项研究除了对物理学的贡献外,也可能有助于解释太阳日冕加热之谜,微中子和光子之间的交互作用可能产生能量而加热日冕,他们两位希望在未来的研究中,能寻求更深层次的见解,尤其是微中子及光子的能量转移形式或方法。(编译/台北天文馆技佐许晋翊)

资料来源:Science Alert

生成海报
(本文共有2人浏览过,今日共有1人浏览过,欢迎多加利用!)

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注