Солнечные нейтрино и магнитные коридоры экспресс
Солнце не просто светит — оно непрерывно испускает потоки мельчайших частиц, нейтрино. Они рождаются в термоядерных реакциях в ядре и проходят сквозь звезду почти беспрепятственно. Но внутри Солнца есть магнитные поля, и они способны влиять на эти частицы, словно невидимые коридоры, которые слегка поворачивают их путь.
В новой работе физики рассчитали, как именно магнитное поле Солнца меняет поведение нейтрино разных энергий. Оказалось, что для нейтрино с энергией около 10 МэВ (типичных для солнечных реакций) резонансное превращение происходит только в самом центре — на расстоянии меньше одной пятой радиуса Солнца. А вот для нейтрино от мощных солнечных вспышек с энергией выше 1 ГэВ резонанс смещается во внешние слои, где магнитные поля достигают 50 килогаусс — это в тысячи раз сильнее поля Земли. Там частицы активно меняют свой тип.
Авторы показали, что такое превращение влияет на рассеяние нейтрино на электронах и атомных ядрах. Если удастся зарегистрировать разницу в сигналах от нейтрино разных энергий, можно будет определить, являются ли нейтрино частицами Дирака (как электроны) или Майораны (частица равна своей античастице). Это один из ключевых вопросов физики элементарных частиц. Даже если сигнал не будет найден, метод позволит улучшить ограничение на магнитный момент нейтрино в десять раз по сравнению с текущими экспериментами.
Солнце оказывается не только источником света и тепла, но и природной лабораторией, где магнитные поля помогают различать фундаментальные свойства частиц.
Нейтрино настолько слабо взаимодействуют с веществом, что могут пролететь сквозь слой свинца толщиной в световой год, не задев ни одного ядра.
В романе Станислава Лема «Солярис» океан планеты влияет на гостей, меняя их восприятие реальности — чем-то похоже на то, как магнитное поле Солнца незаметно меняет природу проходящих нейтрино.