Лазер высокой интенсивности и производство пар нейтрино

Учитывая очень маленькую массу покоя нейтрино, видимые фотоны обладают достаточной энергией для создания пары нейтрино. Какова будет вероятность γ ν + ν ¯ ? Будут ли нейтрино рождаться в собственных массовых состояниях или как ν е и т. д?

Ответы (3)

Интересный вопрос!

Во-первых, на самом деле не ясно, достаточно ли энергии для этого процесса у видимых фотонов: верхний предел массы нейтрино находится в масштабе электрон-вольта, что примерно равно энергии видимых или инфракрасных фотонов. Есть некоторые дразнящие космические лучи, свидетельствующие о массах нейтрино в масштабе eV . Но ваш вопрос по-прежнему интересен для фотонов более высоких энергий.

Диаграмма Фейнмана для рождения электрона-позитрона (или эквивалентные диаграммы для аннигиляции или е γ рассеяние) имеет два е е γ вершины. Простейшая схема рождения нейтрино γ γ ν ν ¯ тоже было бы два ν ν γ вершины. Однако нейтрино не взаимодействует с фотоном на уровне дерева , потому что нейтрино не заряжено. Так что эта диаграмма первого порядка ничего не дает интересующему вас процессу.

Простейшая диаграмма цикла, вероятно, будет выглядеть примерно так γ γ Вт Вт ν ν , но требование иметь два виртуальных тяжелых бозона означает, что сечение такого процесса было бы исчезающе малым при низких энергиях.

Вы можете улучшить с помощью фоновых полей γ γ Вт Вт амплитуда перехода?
@lurscher Понятия не имею. Звучит как вопрос вдогонку .

В дополнение к предыдущему ответу, реакция γ γ е п ν ν также должно быть возможно.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Электрон%E2%80%93positron_annihilation

этот переход определенно может быть усилен сильным фоновым электрическим полем
@роб: если γ ν ν ¯ запрещено, то что получается в результате уничтожения ν + ν ¯ ? Разве это не обратная реакция? Я предположил, что любая пара частица + античастица аннигилирует в один фотон. Это неправильно?
@rob: Исправление: для сохранения E и p требуется 2 фотона, если оба нейтрино имеют непараллельный импульс. Но обратимость аннигиляции сохраняется, не так ли?

Иногда я тоже задавался этим вопросом. Этот процесс изучается звездной физикой и называется «распадом плазмона» или излучением тормозного нейтрино (аналогично излучению фотонов в плотной материи). Это рассматривается как значительная часть рассеяния энергии звездами из глубины. Лобанов пренебрегает слабыми токами и вычисляет сечение в ультрарелятивистском пределе.

Я начал изучать это, задав себе вопрос, могут ли пучки нейтрино низкой энергии генерироваться из фотонов, и также пришел к статье Лобанова. Однако это излучение вызвано плотным звездным веществом, в котором плазма испытывает определенные удары высокой плотности. Кажется, да - лазер высокой плотности и сильное магнитное поле могли бы производить значительные потоки нейтрино.

В частности, я ищу эту бумагу. Если кто-то может поделиться (я не академик) :) В статье речь идет о генерации пучков нейтрино с энергией 20 МэВ, которые кажутся сильно коллимированными.

Пахомов А.В. Генерация нейтрино высокоинтенсивными лазерами. Журнал физики G: Ядерная физика и физика элементарных частиц, 2002, том. 28, нет. 6, стр. 1469–1476. *)

этот документ упоминается в этом

http://engjournal.ru/articles/1041/1041.pdf

PS. Дальнейшая идея: взять ускоритель с лазерным приводом (лазерная плазма ускоряет электроны в нескольких корзинах фемтосекундного масштаба с некоторой частотой) и приложить к нему сильное магнитное поле, чтобы имитировать звездную плотную материю. Будет ли эта конструкция генерировать нейтрино?

*) ПСС. найдено в

http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.199.5513&rep=rep1&type=pdf

ПССС. Три статьи касаются вопроса:

«Распад фотона γ → νν¯ во внешнем магнитном поле»

http://cds.cern.ch/record/340351/files/9712289.pdf

«Преобразование пар фотонов в нейтрино в сильном магнитном поле»

https://arxiv.org/abs/hep-ph/0108046

«Распад фотона на нейтрино в сильном магнитном поле»

https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.14.3326

Действительно, как сказано в других ответах: g + g -> nu + nu-bar - единственная возможность. г -> ню + ню-бар только в присутствии другой плотной материи или сильного ЭМ-поля

Это не дает ответа на вопрос. Когда у вас будет достаточно репутации, вы сможете комментировать любой пост ; вместо этого предоставьте ответы, которые не требуют разъяснений от спрашивающего . - Из обзора
Я ответил на заголовок, в котором упоминался лазер.