Аннигиляция нейтрино и бозоны

Возможно ли теоретически, чтобы нейтрино высокой энергии и другое антинейтрино высокой энергии аннигилировали в бозон?

Какие бозоны возможны теоретически?

  • один или несколько фотонов?
  • бозон Хиггса?
  • Z-бозон?
Я думаю, было бы полезно, если бы ответы включали выражения для сечений различных процессов.

Ответы (4)

Нейтрино и антинейтрино могут аннигилировать, чтобы создать Z бозон. Но масса этого Z бозон вокруг 90 ГэВ, поэтому для создания такого бозона нейтрино должны обладать высокой энергией.

Теоретически можно создать и бозон Хиггса, но для этого требуется еще большее количество энергии, так как бозон Хиггса тяжелее бозона Хиггса. Z бозон. Более того, связь бозона Хиггса с нейтрино чрезвычайно мала. Связь бозона Хиггса пропорциональна массе нейтрино. Известно, что нейтрино имеют ненулевую массу, но очень маленькую. Из-за очень малой массы муфта также очень мала. Это не тот процесс, который, вероятно, будет наблюдаться в эксперименте.

С другой стороны, создание фотонов вообще невозможно. Фотоны соединяются с электрическим зарядом. Нейтрино нейтральны, поэтому не связаны с фотонами.

Возможно, даже более интересным, чем нейтрино-антинейтринная аннигиляция, было бы наблюдение нейтрино-нейтринной аннигиляции. Если нейтрино являются античастицами сами по себе, мы называем их майорановскими нейтрино (иначе их называют нейтрино Дирака).

Мы не знаем, принадлежат ли нейтрино Майоране или Дираку. Если бы мы наблюдали аннигиляцию нейтрино-нейтрино, это было бы явным признаком того, что нейтрино майорановские. Но эксперименты с нейтрино, как известно, трудновыполнимы. Единственный известный мне эксперимент по поиску нейтрино-нейтринной аннигиляции — это безнейтринный двойник . β распад .

Могут быть произведены фотоны (например, Z-бозон соединяется с заряженным веществом или нейтрино соединяется непосредственно с W). Конечно, такие амплитуды, вероятно, смехотворны.
Извините, я случайно одобрил редактирование, теперь отменено. Но редакция задается вопросом, следует ли заканчивать Дираком «Если бы мы наблюдали аннигиляцию нейтрино-нейтрино, это было бы явным признаком того, что нейтрино майорановские». Думаю, нет.
Аннигиляции в W 0 бозоны специально запрещены?
Майорана прав. Спасибо за отмену редактирования. Если бы существовал физический Вт 0 , нейтрино могли бы сцепиться с ним.
Я в замешательстве. Я думал W0 = Z.
The Вт 0 бозон из Вт тройка не то же самое, что Z бозон. Ни массы, ни муфты неверны. Z бозон представляет собой линейную комбинацию Вт 0 и синглетное состояние Б 0 . Конкретно: Z "=" − грех ⁡ θ Вт Б 0 + потому что ⁡ θ Вт Вт 0 , где θ Вт угол Вайнберга.
@pfnuesel Я думаю, что ваше утверждение о связи Хиггса с нейтрино неточное. Во-первых, связь Хиггса с нейтрино не имеет ничего общего с тем, что бозон Хиггса намного тяжелее нейтрино. Во-вторых, откуда мы знаем, что соответствующая связь мала? Мы даже не знаем механизма, ответственного за массу нейтрино. Если бы это было просто взаимодействие Юкавы, то вы были бы правы. Но помните, что правовращающие нейтрино никогда не наблюдались в природе.
Связь Хиггса пропорциональна массе нейтрино, а не массе Хиггса, я улучшил свой ответ, чтобы сделать это более понятным. И да, мы не знаем механизма, как нейтрино получают массу. Я просто предположил, что это та же связь Юкавы, что и для других элементарных частиц.
Подождите, а что произойдет, если столкнутся две низкоэнергетические частицы: нейтрино и антинейтрино? Разве они не уничтожают?
@Майкл привет мимо меня! Я все еще задаюсь этим вопросом, видимо!
@ Майкл (прошлое и настоящее) Почему бы тебе тогда не задать новый вопрос?

Да, Z-бозон может распадаться на нейтрино и антинейтрино , и процесс, который вы описываете, — это обратный процесс во времени.

Но также мы должны отметить, что рождение пары фотонов посредством нейтринной антинейтринной аннигиляции возможно на более высоких порядках теории возмущений (начиная с однопетлевого уровня с обменом заряженными лептонами и Вт ± векторный бозон). Этот процесс действительно имеет очень маленькое поперечное сечение из-за фактора подавления интеграла контура.

Замечание: если бы нейтрино были безмассовыми, то даже при аннигиляции более высокого порядка ν + ν ¯ → γ γ было бы запрещено. Причина связана с теоремой Янга-Ландау, которая утверждает, что объект со спином 1 не может распадаться на 2 фотона. Поскольку у безмассовых нейтрино спиральность эквивалентна киральности и взаимодействуют только левые нейтрино и правые антинейтрино, система ν + ν ¯ будет формировать объект со спином 1, отсюда и запрет. Теперь, поскольку нейтрино имеют массу, должна существовать вероятность того, что киральные ν ¯ р спиральность ν ¯ л образуя систему со спином 0
Я согласен с вами по этому поводу. Но мы знаем, что нейтрино имеют крошечную массу, которая сделала бы этот процесс возможным. Также я думал о блочных диаграммах. Спасибо @Paganini за замечание.

Z-бозон может распадаться на пару нейтрино-антинейтрино. Ваш этот процесс противоположен распаду.

Прямое соединение с фотоном(ами) невозможно, потому что фотоны не взаимодействуют слабо, а нейтрино не взаимодействуют электромагнитно.

Прямая комбинация с бозоном Хиггса была (ИМХО) возможна, потому что она не противоречит закону сохранения, но я думаю, что она имеет чрезвычайно низкое сечение.

Насколько я знаю, во взрывах сверхновых аннигиляция нейтрино играет важную роль в процессах.

Вы думали о поглощении нейтрино? Я видел оценки, согласно которым слой материи сразу за ядром при коллапсе сверхновой достаточно плотный, чтобы поглотить ~ 10% потока нейтрино, произведенного в самом ядре; но не припомню, чтобы раньше вы видели что-нибудь об аннигиляции нейтрино.
Аннигиляция нейтрино и бозоны
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 4v