En 1998, le journal La nature publié une lettre séminale concluant qu'un mystérieux signal, qui avait été découvert en analysant la polarisation de la lumière solaire, implique que la chromosphère solaire (une couche importante de l'atmosphère solaire) est pratiquement non magnétisée, en contradiction flagrante avec la sagesse commune. Ce paradoxe a motivé des expériences de laboratoire et des investigations théoriques, qui au lieu d'apporter une solution, soulevé de nouveaux problèmes, et a même conduit certains scientifiques à remettre en question la théorie quantique de l'interaction matière-rayonnement.

Aujourd'hui, chercheurs de l'Istituto Ricerche Solari (IRSOL) de Locarno-Monti (affilié à l'USI Università della Svizzera italiana), et l'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) à Tenerife, ont trouvé la solution à ce paradoxe intrigant, ouvrant une nouvelle fenêtre pour explorer les champs magnétiques insaisissables de la chromosphère solaire dans la nouvelle ère actuelle des télescopes solaires à grande ouverture. Leurs conclusions sont publiées dans Lettres d'examen physique .

Il y a vingt-cinq ans, un signal énigmatique a été découvert en analysant la polarisation de la lumière solaire avec un nouvel instrument, le polarimètre imageur de Zurich (ZIMPOL), développé à l'ETH Zurich puis installé à l'IRSOL. Ce mystérieux signal de polarisation linéaire, produit par des processus de diffusion, apparaît à la longueur d'onde d'une raie neutre du sodium (dite raie D1), où, selon la mécanique quantique, aucune polarisation de diffusion de ce type ne doit être présente. Ce signal était donc totalement inattendu, et son interprétation a immédiatement ouvert un débat scientifique intense. Le mystère s'est encore accru deux ans plus tard, quand la revue La nature a publié une explication impliquant que la couche de l'atmosphère solaire connue sous le nom de chromosphère est complètement non magnétisée, en contradiction apparente avec les résultats établis; les chercheurs pensaient que (en dehors des taches solaires) cette région est imprégnée de champs magnétiques de l'ordre de Gauss. Les nouvelles découvertes ont ouvert un sérieux paradoxe qui a défié les physiciens solaires pendant de nombreuses années, et a même conduit certains scientifiques à remettre en question la théorie quantique disponible de l'interaction matière-rayonnement.

Maintenant, dans un article publié par Lettres d'examen physique , Ernest Alsina Ballester (IRSOL, CAI), Luca Belluzzi (IRSOL), et Javier Trujillo Bueno (IAC) montrent la solution à ce paradoxe intrigant. Les résultats ont été obtenus en réalisant la modélisation théorique la plus avancée de la polarisation de la raie solaire D1 jamais tentée, impliquant trois années de travail réalisé grâce à une étroite coopération entre l'Istituto Ricerche Solari (IRSOL) de Locarno-Monti (affilié à l'USI Università della Svizzera italiana) et le groupe POLMAG de l'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) à Tenerife.

Les chercheurs expliquent :« Ce résultat a des conséquences très importantes. La diffusion des signaux de polarisation, comme celui observé dans la raie D1 du sodium, sont extrêmement intéressants car ils codent des informations uniques sur les champs magnétiques insaisissables présents dans la chromosphère solaire. Cette couche d'interface clé de l'atmosphère solaire, situé entre la photosphère plus froide sous-jacente et la couronne sus-jacente d'un million de degrés, est au cœur de plusieurs problèmes persistants en physique solaire, y compris la compréhension et la prédiction des phénomènes éruptifs qui peuvent fortement impacter notre société dépendante de la technologie. Le champ magnétique est connu pour être le principal moteur de l'activité dynamique spectaculaire de la chromosphère solaire, mais notre connaissance empirique de son intensité et de sa géométrie est encore largement insatisfaisante. La solution du paradoxe de longue date de la polarisation de la raie solaire D1 prouve la validité de la théorie quantique actuelle de la polarisation de la raie spectrale, et ouvre une nouvelle fenêtre pour explorer le magnétisme de l'atmosphère solaire dans la nouvelle ère actuelle des télescopes solaires à grande ouverture."