Selon les médias étrangers, en 1998, la revue Nature a publié un article fondateur concluant qu’un mystérieux signal de polarisation a été trouvé dans la lumière émise par les atomes de sodium dans l’atmosphère du soleil, ce qui signifie que la chromosphère du soleil (la chromosphère du soleil) Un très important couche de l’atmosphère) n’est en fait pas magnétisée, contrairement aux idées reçues.
Ce paradoxe a inspiré des expériences de laboratoire et des investigations théoriques qui, au lieu d’apporter des solutions, ont soulevé de nouvelles questions et ont même conduit certains scientifiques à remettre en question la théorie quantique des interactions rayonnement-matière.
Dans un article publié dans les prestigieuses Physical Review Letters le 18 août 2021, Ernest Alsina Ballester (IRSOL et IAC), Luca Belluzzi (IRSOL) et Javier Trujillo Bueno (IAC) démontrent un paradoxe si intrigant La solution à ce paradoxe a laissé perplexe solar physiciens depuis des décennies. Cette recherche ouvre une nouvelle fenêtre pour explorer le champ magnétique chromosphérique solaire insaisissable dans la nouvelle ère actuelle des télescopes solaires à grande ouverture.
Il y a vingt-cinq ans, un mystérieux signal a été découvert lors de l’analyse de la polarisation de la lumière solaire avec un nouvel instrument, le Zurich Imaging Polarizer (ZIMPOL). Ce mystérieux signal polarisé linéairement apparaît à la longueur d’onde de 5896 angströms de la raie D1 du sodium neutre, et selon le nombre quantique de cette raie, il ne devrait pas y avoir de polarisation linéaire due au processus de diffusion. Ainsi, ce signal polarisé était complètement inattendu, et son explication a immédiatement déclenché un débat scientifique houleux.
Le mystère a été encore exacerbé deux ans plus tard lorsque la revue Nature a publié une lettre avec une explication, qui affirmait que les sous-séquences de niveau inférieur de la lignée D1 n’étaient pas également peuplées. Dans ce travail théorique, le mystérieux signal de polarisation de la raie D1 est bien reproduit. Cependant, l’explication proposée implique que la région de l’atmosphère du Soleil connue sous le nom de chromosphère est complètement non magnétisée, ce qui contredit clairement les résultats existants qui suggèrent que la région calme de la chromosphère du Soleil (les taches solaires extérieures du Soleil) sont diffusées par un champ magnétique dans le gamme gaussienne. Cela ouvre un sérieux paradoxe qui a défié les physiciens solaires pendant des années et a même conduit certains scientifiques à remettre en question la théorie quantique des interactions atome-photon.
La première percée pour résoudre ce paradoxe a été réalisée lors de la réunion de l’IAC en 2013, lorsque Luca Belluzzi et Javier Trujillo Bueno ont théoriquement découvert un nouveau mécanisme par lequel une polarisation linéaire peut être créée dans la raie D1 du sodium, alors qu’il n’y a pas besoin de bas niveau déséquilibres de groupe sur la ligne D1. Cependant, les étapes importantes données par ces chercheurs concernent le cas idéalisé d’un modèle de l’atmosphère du Soleil sans champ magnétique.
Dans un article publié le 18 août 2021 dans Physical Review Letters, la prestigieuse revue scientifique de l’American Physical Society, Ernest Alsina Ballester, Luca Belluzzi et Javier Trujillo Bueno présentent une solution à cet intrigant paradoxe, qui laisse perplexe les physiciens solaires depuis 1998.
Ce groupe de recherche a pu reproduire la mystérieuse observation de la polarisation linéaire D1, en présence d’un champ magnétique dans le domaine gaussien. Pour arriver à ce résultat, il a fallu réaliser la modélisation théorique la plus complète jamais réalisée de ce signal polarisé, illustrant la combinaison de mécanismes physiques très complexes. Cela a nécessité trois ans de travail, grâce à une collaboration entre l’Istituto Ricerche Solari (IRSOL) de Locarno-Monte (qui fait partie de l’Université d’Italie du Sud) et le groupe POLMAG de l’Institut d’Astrophysique des Îles Canaries (IAC) de Tenerife en étroite collaboration.
Ce résultat a des implications très importantes. Les signaux polarisés linéairement comme ceux observés dans la raie D1 du sodium sont très intéressants car ils codent des informations uniques sur le champ magnétique insaisissable présent dans la chromosphère du Soleil. Cette couche interfaciale critique de l’atmosphère solaire, entre la photosphère inférieure relativement plus froide et les millions de degrés supérieurs de la couronne, est au cœur de plusieurs problèmes persistants en physique solaire, notamment la dépendance à cette dépendance qui peut nous affecter fortement. et prédire les phénomènes explosifs de la société technologique.
Il est bien connu que le champ magnétique est le principal moteur de l’activité dynamique spectaculaire de la chromosphère solaire, mais notre connaissance empirique de sa force et de sa géométrie reste largement insatisfaisante. La résolution du paradoxe de longue date de la polarisation linéaire solaire D1 prouve la validité de la théorie quantique actuelle de la polarisation linéaire spectrale et ouvre la porte à l’exploration du magnétisme de l’atmosphère solaire dans la nouvelle ère actuelle des télescopes solaires à grande ouverture la fenêtre.
