Измерение размера ядра Солнца с помощью нескольких детекторов нейтрино

Еще в 1998 году исследователи нейтринного детектора Супер-Камиоканде опубликовали это изображение:

Нейтринное изображение Солнца

Солнца с помощью своего детектора нейтрино, используя данные примерно за 500 дней. Эта картинка покрывала 90х90 градусов неба по сравнению с угловым размером солнечного диска около половины градуса.

Возможно ли, что по мере появления большего количества детекторов нейтрино мы сможем собирать данные с детекторов по всему миру в течение более длительного периода времени, чтобы получить статистическую оценку размера ядра Солнца? Возможно, это будет связано с обнародованием данных о случайных событиях, связанных с предполагаемыми солнечными нейтрино, которые затем можно будет сделать общедоступными и объединить для статистического анализа?

Мы уже можем измерить размер солнечного ядра с помощью гелиосейсмологии. Например, см. https://en.wikipedia.org/wiki/Helioseismology .

Ответы (2)

Все детекторы нейтрино, которые у нас есть или которые мы можем построить, будут иметь конечное угловое разрешение, потому что они определяют направление рассеянных продуктов взаимодействия нейтрино, а не направление самих нейтрино.

Хуже того, солнечные нейтрино имеют относительно низкую энергию (несколько МэВ), что означает большие углы рассеяния.

Да, мы могли бы собирать данные из нескольких источников, но, по крайней мере, две вещи препятствуют получению очень интересных результатов в обозримом будущем:

  • Вы должны были бы знать относительное выравнивание всех детекторов с более высоким разрешением, чем желаемое. Это смешанная сумка. Детекторы (такие как super-k), которые также используются в экспериментах с пучками, имеют очень хорошо известную юстировку, а те, что нет (например, SNO), могут быть не так хорошо выровнены. Будет ли интерес тратить деньги и усилия? Я не рассматриваю это как слэм-данк, поэтому для этого потребуется сильная личность.

  • Накопление статистической точности становится все медленнее и медленнее по мере того, как вы спрашиваете все больше и больше. Основное правило подсчета статистики заключается в том, что неопределенность подсчитанного измерения (например, событий в корзине) Н для Н количество отсчетов. Это означает, что дробная неопределенность выглядит как 1 / Н это означает, что получить статистику 1% в 100 раз сложнее, чем получить статистику 10%.

Я почти уверен, что вы можете сказать "Нет!" на этом, если только мы не сможем поднести детектор очень близко к солнцу, настолько близко, что пережить тепловое излучение солнца было бы чрезвычайно сложной технологической задачей.
Возможно, компания по добыче астероидов в 22 веке сможет превратить шахту в детектор нейтрино и отправить ее на близкую к Солнцу орбиту.

В принципе да, это возможно, как подробно описано в этой статье PRL: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.117.211101

Основная проблема, поднятая другими ответами здесь, заключается в том, что вам нужен большой объем данных, чтобы иметь возможность преодолеть эффект рассеяния электронов в среде детектора. Ни один эксперимент в настоящее время не использовал их данные для фактического измерения солнечного ядра, однако я полагаю, что коллаборация Super Kamiokande занимается этим.