Как именно мы можем использовать нейтрино для исследования ядра Солнца (если они могут только слабо взаимодействовать)?

Нейтрино слабо взаимодействуют с обычным веществом. Они проходят через материю в основном беспрепятственно.

Таким образом, нейтрино обычно проходят через обычную материю беспрепятственно и незамеченными. Малая масса нейтрино и нейтральный заряд означают, что они чрезвычайно слабо взаимодействуют с другими частицами и полями. Эта особенность слабого взаимодействия интересует ученых, поскольку она означает, что нейтрино можно использовать для исследования сред, через которые не может проникнуть другое излучение (например, свет или радиоволны). Использование нейтрино в качестве зонда было впервые предложено в середине 20 века как способ обнаружения условий в ядре Солнца. Солнечное ядро ​​нельзя отобразить напрямую, потому что электромагнитное излучение (например, свет) рассеивается большим количеством и плотностью материи, окружающей ядро. С другой стороны, нейтрино проходят через Солнце с небольшим взаимодействием.

https://en.wikipedia.org/wiki/Нейтрино

Исходя из этого, нейтрино взаимодействуют с материей, через которую они проходят, просто очень слабо и с небольшим количеством взаимодействий.

Это может означать, что они теряют часть энергии, когда проходят через вещество и слабо взаимодействуют с ним.

Мне любопытно, как именно мы можем исследовать ядро ​​Солнца, когда нейтрино слабо взаимодействуют. Теряют ли они энергию в этом процессе или как мы их используем?

https://dx.doi.org/10.1103/PhysRevD.88.045006 ( РГ )

Вопрос:

  1. Как именно мы можем использовать нейтрино для исследования ядра Солнца (если они могут только слабо взаимодействовать)?
Некоторая важная информация о нейтринных реакциях есть на en.wikipedia.org/wiki/Neutrino_detector#Theory .
Стратегия для самоответчика: сравните с комптоновским рассеянием, но используйте сечения нейтрального тока, а не электромагнитные сечения.
Почему минус?
@rob спасибо, я отредактировал, чтобы было понятно, я нашел два утверждения, одно из вики, я считаю противоречивыми, одно говорит, что они взаимодействуют, слабо и редко, другое говорит, что нет, и не теряют энергию.
Почему вы игнорируете эти два других предложения во второй ссылке? «Единственный способ, которым нейтрино может взаимодействовать, — это так называемое слабое ядерное взаимодействие». «В редких случаях, когда нейтрино ( или антинейтрино) взаимодействует с материей , это происходит посредством аналогичного процесса». У него даже есть диаграмма, показывающая , как нейтрино взаимодействует с веществом!
Поскольку вторая ссылка противоречит сама себе, следует считать ее плохо написанной и игнорировать. И вы должны верить предложениям, которые согласуются с другими источниками, а не тем, которые не согласуются.
@G.Smith, спасибо за это, я отредактировал вопрос. Я считаю, что если мы сможем исследовать ядро ​​Солнца с помощью нейтрино, они должны взаимодействовать, возможно, это слабое взаимодействие, хотя они должны терять энергию, и мне любопытно, как работает это зондирование. Я удалил эту ссылку.
это может быть слабое взаимодействие Поскольку нейтрино ощущают только две силы — слабое взаимодействие и гравитацию, нет причин говорить «могут».
Возможно релевантная статья: researchgate.net/publication/…
Документ, который я предоставил, - это тот же документ, на который вы сейчас ссылаетесь, за исключением того, что он не защищен платным доступом.
Здесь, по-видимому, есть проблема семантики, поскольку слабое взаимодействие не означает, что взаимодействие кинематически слабое (которое было бы трудно обнаружить), это означает, что вероятность совершенно «жестокого» столкновения очень, очень мала.
@ G.Smith, спасибо, я отредактировал вашу ссылку.
@ PM2Ring, спасибо, не могли бы вы уточнить, что «около 50% нейтрино будут поглощены». Под поглощением вы подразумеваете слабое силовое взаимодействие, верно?
@JEB спасибо, не могли бы вы уточнить, что «вероятность совершенно« жестокого »столкновения очень, очень мала». Под столкновением вы подразумеваете слабое силовое взаимодействие, при котором нейтрино поглощается или преобразуется в энергию ядра?

Ответы (2)

Нейтрино образуются в результате ядерных реакций в ядре Солнца. Около 2% массы, теряемой при превращении водорода в гелий, переходит в нейтрино (почти полностью в виде кинетической энергии, так как нейтрино имеют здесь ничтожно малую массу).

Нейтрино очень слабо взаимодействуют с веществом, поэтому практически все они убегают от Солнца. Поток нейтрино от Солнца можно измерить и сравнить с предсказаниями теоретических моделей, тем самым исследуя условия (температуру и плотность) в ядре.

Обратите внимание, что ваш детектор нейтрино обнаруживает очень маленькую долю падающих на него нейтрино; но пока вы знаете, что это за дробь, тогда нет проблем с оценкой потока нейтрино от Солнца.

большое спасибо. Помогите пожалуйста с выражением "очень слабо взаимодействует с материей". Правильно ли я понимаю, что это означает, что они взаимодействуют только через слабое взаимодействие и очень редко?
@ ÁrpádSzendrei требуется световой год свинца, чтобы остановить нейтрино. Они чувствуют только слабую силу, и это называется так не просто так.

Чтобы немного расширить ответ Роба, для взаимодействия нейтрино с (например) протоном требуется, чтобы он столкнулся с протоном по существу «в лоб», что значительно снижает вероятность того, что любое нейтрино будет взаимодействовать с данным куском материи, даже если он путешествует огромные расстояния по твердой скале. Но если вы соберете вместе достаточно материи, которая определенным образом реагирует с нейтрино, и подождите достаточно долго, вы сможете сделать из нее детектор нейтрино, даже несмотря на то, что подавляющее большинство нейтрино, которые проходят через него, не регистрируются на нем.

Это означает две вещи: вы можете легко отфильтровать ложные сигналы, поместив детектор нейтрино на пару миль под землю, и вы можете увеличить свои шансы поймать несколько, сделав детектор действительно большим. Так что самые чувствительные детекторы нейтрино, которые у нас есть, большие и расположены глубоко под землей.

Спасибо. Не могли бы вы уточнить фразу «ударить протон по существу «в лоб», что значительно снижает вероятность» — это потому, что большая часть обычной материи вокруг нас — это просто пустое пространство? Значит, нейтрино пройдет через пустое пространство между кварками?
он проходит через почти пустое пространство атома, и если он не попадает в ядро, ничего не происходит. даже если он входит в ядро, он может пролететь сквозь него, не взаимодействуя с кварком, если только его траектория не совпадает с тем местом, где кварк случайно оказался в эту конкретную миллиардную долю секунды. Однако я не уверен, сколько «пустого пространства» внутри протона!
Сечение взаимодействия нейтрино с протоном на десять и более порядков меньше площади поперечного сечения протона.
спасибо Роб! Я знал, что он маленький, но не знал, что настолько .
Как именно мы можем использовать нейтрино для исследования ядра Солнца (если они могут только слабо взаимодействовать)?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v