Действительно ли солнечные нейтрино колеблются между электроном, мю и тау?

Я читал историю проблемы солнечных нейтрино, и, насколько я понимаю, нейтрино предположительно колеблются из одной формы в другую, что объясняет, почему было обнаружено только треть числа нейтрино, чем ожидалось, когда они начали наблюдения за нейтрино в 1960-х годах.

Статья в Википедии на эту тему заканчивается следующим утверждением:

Убедительные доказательства осцилляций солнечных нейтрино были получены в 2001 году в Нейтринной обсерватории Садбери (SNO) в Канаде. Он обнаружил все типы нейтрино, исходящие от Солнца, и смог различить электронные нейтрино и два других аромата (но не смог различить ароматы мюона и тау), уникально используя тяжелую воду в качестве среды обнаружения. После обширного статистического анализа было обнаружено, что около 35% прибывающих солнечных нейтрино являются электронными нейтрино, а остальные - мюонными или тау-нейтрино. Общее количество обнаруженных нейтрино довольно хорошо согласуется с более ранними предсказаниями ядерной физики, основанными на реакциях синтеза внутри Солнца.

Но, насколько я понимаю, ни это, ни что-либо другое из того, что я читал, не дает никаких доказательств того , что солнечные нейтрино меняют тип по пути к Земле. Кажется, что солнце просто излучает около 1/3 каждого из трех типов.

Или дело в том, что при температуре солнечного ядра испускаются только электронные нейтрино, а затем они колеблются (случайно?) от одного типа к другому и обратно? Я бы приветствовал некоторую ясность по этому поводу.

Ответы (2)

Прежде всего нужно понять, как мы помечаем нейтрино по вкусу.

Нейтрино создаются и разрушаются в реакциях, в которых также участвует заряженный лептон (электрон, мюон или тау). На уровне вершин это

Вт ± → л ± + ν л
и различные вращения. Аромат нейтрино определяется как совпадающий с ароматом произведенного заряженного лептона. (я пренебрегал Z → ν + ν ¯ реакции здесь, но они далеки от оболочки при энергиях, доступных в ядре солнца, поэтому они не вносят вклад.)

Реакции на Солнце — это реакции синтеза, у которых недостаточно избыточной энергии для создания тяжелого лептона, поэтому нейтрино должны (по определению) быть электронного типа.

Это правило для ароматов нейтрино можно проверить на ускорителе, где мы можем генерировать пучки с известным содержанием нейтрино (поскольку мы можем подсчитать количество и тип адронов, распадающихся на заряженные лептоны), и когда луч направляется на детектор очень близко к количество взаимодействий нейтрино с заряженным током каждого аромата, которое мы обнаруживаем, согласуется с содержанием аромата в пучке.

Но есть еще кое-что, мы можем предсказать энергетический спектр солнечных нейтрино, предполагая, что они электронного типа, и именно этот спектр мы обнаруживаем. При сохранении энергии нейтрино, созданные вместе с тяжелыми лептонами (то есть другими ароматами), будут иметь другой энергетический спектр.

Доказательства того, что теоретическая структура колебаний, которую мы используем, верна, довольно разнообразны, но некоторые из самых лучших свидетельств «одного графика» получены из KamLAND, где мы наносим поток антинейтрино электронного типа от японских энергетических реакторов в виде графика. функцию наблюдаемой энергии и сравнить с ожидаемой грех ⁡ ( л Е ) поведение (соответствующим образом запутанным для учета многих различных расстояний до реакторов). введите описание изображения здесь(изображение с http://kamland.lbl.gov/ ).

Полное раскрытие: я был участником коллаборации KamLAND около 4 лет и указан как автор бумаги, из которой сделан этот рисунок.

Это увлекательный ответ, но он ничего не говорит о осцилляциях (если только это не подразумевается, и я его пропустил).
Он говорит две вещи о колебаниях. (1) Там говорится, что солнце не порождает смесь вкусов. (2) Дело в том, что наша теоретическая основа для колебаний хорошо продемонстрирована экспериментально.
Хорошо, я пропустил это в первых трех чтениях вашего ответа. Спасибо за все подробности и схему.

http://en.wikipedia.org/wiki/CERN_Neutrinos_to_Gran_Sasso Колебаниям аромата нейтрино способствует прохождение через материю. Они путешествуют со скоростью света, но не быстрее.

Синтез солнечного ядра испускает выход двух электронных нейтрино / гелия. Они смешивают ароматы во время выхода на поверхность, путешествуя через нашу атмосферу (ярд свинца на уровне моря, масса/площадь) и сквозь скалы. Отсутствие наблюдаемого безнейтринного двойного бета-распада подтверждает, что нейтрино и антинейтрино являются разными фермионами Дирака, а не идентичными фермионами Майораны.

Вот проблема: является ли электронное нейтрино электроном без заряда?

Вашему позеру: это хороший вопрос, и он кажется вероятным. Статья WP, которую вы цитируете, поучительна. Интересно , почему нейтрино колеблются в ответ на прохождение через материю, когда якобы единственное взаимодействие, которое они могут испытать, — это прямое протаранение материи — поскольку они не имеют заряда, как иначе они вообще могли бы взаимодействовать? А что останавливает нейтрино? Только адроны?
@Cyberherbalist Нейтрино тоже колеблется в вакууме, хотя в солнечном случае ароматы полностью смешиваются к тому времени, когда они покидают солнце. Эффект материи возникает из-за когерентного рассеяния вперед только электронного аромата (стоит прочитать physics.stackexchange.com/questions/89804/… ), что добавляет дополнительный член к гамильтониану.
Электронное нейтрино имеет массу, отличную от массы электрона, поэтому это не просто электрон без заряда. Кроме того, нейтрино всегда имеют левостороннюю киральность, чего нельзя сказать об электронах. И более того - электроны и эл.нейтрины имеют разный слабый изоспин. Так что это разные частицы с разными свойствами.
@Uncle Al: У вас есть ссылка на какой-нибудь документ, в котором обсуждается опровержение того, что нейтрино являются майорановскими фермионами?
@mpv На данный момент преждевременно утверждать, что нейтрино имеют дираковскую природу, но некоторые предварительные данные, похоже, исключают майорановскую природу в теоретически предпочтительном диапазоне масс. См . arxiv.org/abs/1305.0056 . Но сравните с arxiv.org/abs/1108.4193 .
Действительно ли солнечные нейтрино колеблются между электроном, мю и тау?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v