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| Científicos en una plataforma del mayor detector subterráneo de neutrinos del mundo, Super Kamiokande, situado a 1 km por debajo de una montaña en el centro de Japón. Crédito: Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo. |
Existen tres tipos de neutrinos: con espín, sin carga eléctrica y con masas pequeñas. No interactúan con un fotón a niveles clásicos.
Pero un nuevo estudio de la Universidad de Hokkaido ha revelado que los neutrinos pueden interactuar con los fotones de formas no detectadas hasta ahora. Estos hallazgos son esenciales para comprender las interacciones mecánico-cuánticas de algunas de las partículas más fundamentales de la materia.
Kenzo Ishikawa, profesor emérito de la Universidad de Hokkaido, declaró: "En condiciones 'clásicas' normales, los neutrinos no interaccionan con los fotones. Sin embargo, hemos revelado cómo se puede inducir a neutrinos y fotones a interactuar en los campos magnéticos uniformes de escala extremadamente grande -tan grande como 103 km- que se encuentran en la forma de materia conocida como plasma, que se produce alrededor de las estrellas".
Como el plasma es un gas ionizado, todos sus átomos tienen exceso o falta de electrones, lo que da lugar a iones cargados negativa o positivamente, a diferencia de los átomos neutros que pueden existir en condiciones normales en la Tierra.
La interacción descrita por los investigadores implica un fenómeno teórico denominado efecto Hall electrodébil. Las fuerzas electromagnética y débil -las fuerzas fundamentales de la naturaleza- interactúan con la electricidad y el magnetismo para formar la fuerza electrodébil. Se trata de una idea especulativa que sólo se prevé que funcione en colisiones en aceleradores de partículas o en las circunstancias de altísima energía del cosmos primitivo.
El Lagrangiano, una descripción matemática de esta interacción neutrino-fotónica imprevista, se ha derivado a través de la investigación. Aquí se describe todo lo que se sabe actualmente sobre los estados energéticos del sistema.
Ishikawa afirmó: "Además de su contribución a nuestra comprensión de la física fundamental, nuestro trabajo también podría ayudar a explicar algo llamado el rompecabezas del calentamiento de la corona solar".
"Se trata de un antiguo misterio relacionado con el mecanismo por el que la atmósfera más externa del sol -su corona- se encuentra a una temperatura mucho más elevada que la superficie solar. Nuestro trabajo demuestra que la interacción entre neutrinos y fotones libera energía que calienta la corona solar".
"Ahora esperamos continuar nuestro trabajo en busca de conocimientos más profundos, especialmente en relación con la transferencia de energía entre neutrinos y fotones en estas condiciones extremas".
Fuentes, créditos y referencias: