Российские ученые открыли новый тип излучения

Российские физики впервые доказали, что нейтрино способно испускать спиновое электромагнитное излучение при прохождении через вещество. Исследование, важное для развития новых подходов к описанию фундаментальных взаимодействий, опубликовано в Russian Physics Journal.

Ранее научному сообществу был известен спиновый свет электрона — излучение, возникающее при изменении спина частицы под воздействием внешнего магнитного поля. Теперь внимание ученых сосредоточилось на нейтрино. Гипотеза основывалась на существовании у нейтрино магнитного момента, возможного при наличии у частицы массы. Это предположение выходит за рамки Стандартной модели и усиливает значимость работы.

В процессе прохождения нейтрино через вещество возникает электромагнитное излучение. Оно связано с взаимодействием магнитного момента частицы с веществом и сопровождается изменением направления спина и испусканием фотона. Этот процесс формирует спиновый свет нейтрино. Обычно интенсивность подобного излучения крайне низкая. Однако в условиях астрофизики возможны ситуации, способствующие его усилению: высокие энергии, мощные магнитные поля и плотная материя. Авторы исследования указали на объекты, где спиновый свет нейтрино может проявиться наиболее отчетливо.

Высокоэнергетичные нейтрино образуются во внегалактических источниках, включая активные ядра галактик, гамма-всплески, скопления галактик и остатки сверхновых. Попадая в нейтронные звезды, они сталкиваются с плотной материей и могут эффективно излучать. В условиях сверхновой излучение слабее, но его все же возможно учитывать, поскольку при взрыве звезды формируется большое количество нейтрино.

Гамма-всплески представляют особый интерес, так как являются источниками нейтрино высокой энергии. Рассматривалась модель коротких гамма-всплесков — результат слияния нейтронных звезд с последующим формированием новой. После слияния остается плотный вращающийся диск, образованный нейтронной материей. Предполагалось, что нейтрино, проходя через этот диск, будет излучать, однако состав вещества препятствует этому процессу.

В то же время в окружающем всплеск потоке нейтрино низкой энергии спиновое излучение оказалось значительно эффективнее. Таким образом, излучение наблюдалось внутри самого нейтринного потока. Об этом сообщил Александр Григорьев, доцент кафедры теоретической физики имени Л. Д. Ландау МФТИ, принимавший участие в работе.

Хотя излучение можно зарегистрировать, оно почти не влияет на физику компактных астрофизических объектов из-за слабого взаимодействия нейтрино с веществом. Авторы не исключили, что эффект мог быть заметен в ранней Вселенной, но точная оценка затруднена из-за неизвестных условий.

Исследователи планируют продолжить работу, чтобы учесть влияние факторов, таких как движение вещества и его поляризация. Также требуется изучить поляризационные характеристики излучения для более точной его идентификации среди других типов.

Читайте также: