Может ли мозг обнаружить прохождение нейтрино?

В нескольких случаях либо в постели, либо сидя у костра с закрытыми глазами я редко, но иногда вижу очень быструю быструю вспышку белого цвета, а затем, с закрытыми глазами, вспышка сразу же исчезает. Это происходит так быстро, что я сижу и переосмысливаю, было ли это вообще реальным. Но я знаю, что это реально, потому что со мной такое случалось много раз в жизни. Я также спрашивал других людей, случается ли это с ними, и 4/5 ответили, что они уже сталкивались со вспышкой раньше.

Может ли нейтрино пройти через мозг и вызвать в ответ белую вспышку? Ведь мозг на 73% состоит из воды, а детекторы нейтрино преимущественно состоят из воды.

Я попытался отправить этот вопрос на biology.stackexchange, и мне сказали, что такие вопросы принадлежат сайту physics.stackexhange.

Астронавты Аполлона сообщили о подобных вспышках, которые, как считается, могли быть результатом космических лучей. Не многие космические лучи (которые в основном представляют собой протоны высоких энергий) достигают поверхности Земли, в отличие от продуктов их столкновения с верхними слоями атмосферы. Эти продукты в основном представляют собой мюоны, которые можно обнаружить в самодельной камере Вильсона. Я не знаю, могут ли они привести к тому, что вы видите.
Ха, обнаружение нейтрино было бы худшей сверхспособностью КОГДА-ЛИБО , поскольку многие, многие (Википедия предполагает, по крайней мере, 6,5 × 10 10 в секунду, на квадратный сантиметр перпендикулярно Солнцу) из них проходят через вас все время!
Что бы вы ни видели, это не вызвано нейтрино. Во всяком случае, не напрямую.
@DroneScientist прав, это гораздо больше связано с тем, что происходит внутри глаза, чем с чем-либо, что исходит извне, влияющим на вас. Обратитесь к врачу, если он сохраняется.
Насколько яркая эта вспышка? Насколько локализуется в вашем поле зрения? Это может быть как оптическая иллюзия, обман мозга, небольшая галлюцинация или какая-то другая нефизическая причина, так и необычные физические реакции.
@DroneScientist Так представляли ли себе это астронавты? Universetoday.com/94714/seeing-cosmic-rays-in-space Или может быть невесомость причина, по которой может произойти «фотопсия»? Я думаю, мы все согласны, что это не из-за нейтрино, но, безусловно, может быть вызвано космическими лучами (и их продуктами). Я, конечно, сталкивался с подобными явлениями.
@RobJeffries: нет причин, по которым один и тот же симптом не может иметь несколько причин. В космосе космические лучи, по-видимому, являются наиболее распространенной причиной. На Земле, может быть, и нет.
@HarryJohnston Не я исключал что-либо (кроме нейтрино).
@DroneScientist Посмотрев фотопсию - я, конечно, согласен с тем, что никто не должен откладывать поход к врачу на том основании, что они думают, что просто испытывают более высокое воздействие космических лучей - действительно серьезно. Однако опыт космонавтов подлинный, поскольку эффекты были четко коррелированы с воздействием CR.
Может черенковское излучение от частиц космических лучей? Очень редко, но возможно и может произойти несколько раз в жизни человека.
как упоминалось другими; астронавты тоже испытали это, что делает это не просто «галлюцинацией», но, как отмечают и другие, обнаружить нейтрино… действительно довольно сложно. (мозг я имею в виду)
Просто добавлю (короткий комментарий, так как я не могу редактировать свой предыдущий комментарий) - я ни в коем случае не являюсь экспертом в какой-либо области физики или биологии; поэтому я просто говорю то, что думаю;
Вы должны упомянуть об этом своему врачу. Это может быть проблема с сетчаткой.
@my2cts Я знаю, что камеры в Чернобыле (поправьте меня, если я ошибаюсь) могут как бы показывать белые возмущения (в масштабе размера пикселя) (делая белую точку на короткое время) вместо того, чтобы показывать фактический цвет; причина этого в том, что какое-то излучение (предположительно гамма, но я могу ошибаться!) попадает в объектив и вызывает возмущение (у этого явления есть название, но я не знаю, как оно называется), хотя кто-то может знать. похоже на это, но больше; в глаз, а не в объектив фотоаппарата. [ Хотя глаз не в Чернобыле :) ]

Ответы (4)

Сечение взаимодействия нейтрино зависит от энергии.

Для солнечных нейтрино при ∼ 0,4 МэВ, которые, вероятно, будут доминировать над любыми нейтрино, которые могут взаимодействовать с мозгом (нейтрино космического фона имеют очень низкую энергию), сечения о ∼ 10 − 48 м 2 , как для лептонных процессов (упругое рассеяние на электронах), так и для нейтрино-нуклонных взаимодействий.

Длина свободного пробега нейтрино будет равна л ∼ ( н о ) − 1 , где н - количество взаимодействующих частиц мишени на кубический метр и о является сечением.

Если у вас в голове в основном вода плотностью 1000 кг/м 3 , то есть н е знак равно 3.3 × 10 29   м − 3 электронов и около 6 × 10 29 м − 3 нуклонов.

Включая как нуклонные, так и лептонные процессы, длина свободного пробега равна ∼ 10 18   м .

Поэтому, если ваша голова не имеет ширину в 100 световых лет, маловероятно, что какое-либо отдельное нейтрино взаимодействует с ней.

Это только одна часть расчета — нам нужно знать, сколько нейтрино проходит через вашу голову в секунду. Поток нейтрино от Солнца составляет около 7 × 10 14 м − 2 с − 1 . Если ваша голова имеет площадь около 400 см 2 , то есть 3 × 10 13 нейтрино проносятся через ваш мозг каждую секунду.

Таким образом, мы берем Икс знак равно 20 см как длина пути через голову, есть шанс ∼ Икс / л взаимодействия любого нейтрино, где л - длина свободного пробега, рассчитанная ранее.

Эта вероятность, умноженная на поток нейтрино через вашу голову, указывает на то, что 6 × 10 − 6 с − 1 взаимодействия нейтрино в вашей голове, или примерно одно каждые два дня.

Будет ли это производить какой-либо ощутимый эффект в вашем мозгу, нужно вернуться к Biology SE. Если нам нужно, чтобы оно (точнее, рассеянные электроны) создавало черенковское излучение в глазном яблоке, то для этого нужно > 5 МэВ нейтрино и, таким образом, скорость уменьшится до 1 на 100 дней или даже ниже из-за меньшего количества нейтрино при этих энергиях и меньшего объема воды в глазном яблоке.

РЕДАКТИРОВАТЬ:

На самом деле мой первоначальный ответ может быть на порядок чрезмерно оптимистичен, поскольку вода действует только как хороший детектор (через черенковское излучение) для нейтрино с энергиями выше 5 МэВ. Солнечные нейтрино имеют преимущественно более низкую энергию, чем это. В моих расчетах не учитывались атмосферные нейтрино, которые производятся в гораздо меньшем количестве (но при более высоких энергиях). ∼ 0,1 − 10 ГэВ). Поперечное сечение для них на 4-6 порядков выше, но я думаю, что они производятся в настолько меньших количествах, что не вносят вклада.

Заключение Это не имеет ничего общего с нейтрино. Скорость была бы слишком низкой, даже если бы они могли быть восприняты.

Удивительный результат! +1 за расчет
what-if.xkcd.com/73 говорит, что это больше похоже на раз в несколько лет во всем вашем теле. Однако он не показывает никаких расчетов. Тем не менее, я боюсь, что человеческий глаз не может увидеть 0,4 МэВ = 6,4e-14 джоулей световой энергии. Я думаю, что ОП должен вернуться к биологии SE, а просто спросить: «Почему я иногда вижу яркую вспышку?».
@sanchises То, что вы «видите», остается вопросом догадок. Возможно черенковское излучение глазного яблока (см. редактирование). Мне непонятно, нужны ли фотоны, попадающие в сетчатку, для того, чтобы мозг воспринял вспышку света. Я не могу объяснить вычисление xkcd, так как его нет. Нет. солнечных нейтрино довольно бесспорно, как и их энергия. Поперечное сечение, которое я использовал, также кажется довольно стандартным. Я думаю, что мое количество нуклонов на кубический метр в порядке ... Так что не ясно, почему это заслуживает отрицательного голоса, но, возможно, это не вы.
@RobJeffries Вы получили мой голос, не волнуйтесь. Я просто добавлял источник, который, по моему мнению, был уместным и который по порядку величины соответствует вашему ответу; и я просто добавлял, насколько это незначительно с энергетической точки зрения, даже когда это происходит.
@sanchises Согласно en.wikipedia.org/wiki/Absolute_threshold#Vision , для получения ответа требуется всего порядка 50 (видимых) фотонов, то есть порядка 100 эВ. Релятивистский электрон в вашем глазном яблоке имеет достаточно энергии.
На самом деле Роб и @sanchises, если вы читаете о более современных экспериментах в той же статье, которые пытаются устранить смещение вверх, сделанное путем исключения возможных ложных срабатываний, чувствительность примерно на порядок выше (6 фотонов). Я слышал подобные вещи среди исследователей зрения. Отличный расчет кстати. Может быть, вам следует послать это Рэндаллу Манро — его расчет, как вы говорите, нехарактерно отсутствует!

Если вы так быстро обнаруживаете свет, вы видите мюоны космических лучей. Они заряжены и оставляют ионизирующий след во всем, что пересекают, и зажигают черенков. в жидкости, а глаз в основном жидкий.

Это самые многочисленные энергичные частицы, достигающие уровня моря, с потоком около 1 мюона на квадратный сантиметр в минуту. Это можно сравнить с потоком солнечных нейтрино примерно 5 x 10^6 на квадратный сантиметр в секунду.

Несмотря на то, что нейтрино намного больше, они не генерируют фотоны первого порядка, чтобы их можно было обнаружить в пузырьковых и искровых камерах и т. д., и, следовательно, даже не для глаза.

Простое создание камер Вильсона, показывающих следы мюонов, записано в нескольких видео на YouTube .

С такой камерой вы могли бы держать свой глаз под чашкой и попросить друга проверить совпадение с одним из входящих треков, чтобы проверить резкость вашего обнаружения света. :)

Изменить после поиска в гугле:

Предполагается , что первичное космическое излучение ответственно за световые вспышки, наблюдаемые космонавтами в транслунных полетах. Черенковское излучение может быть важным или даже доминирующим механизмом. Альтернативным механизмом является прямое возбуждение сетчатки частицами космических лучей.

И тогда я вспомнил историю, рассказанную мне физиком-старожилом в те ранние времена экспериментов по физике высоких энергий, когда физики управляли лучами: он центрировал луч на своем детекторе с помощью черенковского света в своем глазу. Возможно, в то время не проводилось никакой связи с радиацией и раком, и потоки пучков не были такими сильными, как те, которые мы имеем сейчас. (только что вспомнил, что я просил об этом и он делал центровку очень слабым лучом.)

Часть возбуждения сетчатки не может удержаться за один космический мюон. Вспышки не будет, просто точка будет возбуждена ионизацией, которая проходит только микроны.

Я не рассматривал гипотезу о мозге, потому что крайне маловероятно, что мюон, попадая случайным образом в ткань мозга, вызовет когерентную вспышку в рецепторах или в области, которая интерпретирует свет от глаза. Для этого потребуется биофизическая модель.
(1/2) Я бы поверил, что космический луч может индуцировать событие потенциала действия в нейроне, который в противном случае не сработал бы, но данные, передаваемые зрительным нервом, уже были преобразованы и закодированы до такой степени, что я сомневаюсь. один дополнительный всплеск будет восприниматься как вспышка в когерентном месте.
(2/2) Для меня гораздо более правдоподобно, что космические лучи могли бы непосредственно вызвать скопление фоторецепторных клеток в сетчатке, что было бы воспринято как вспышка. Я не физик, но я довольно подробно изучал нейробиологию.
@zwol Мюон - точечная частица, его электромагнитное поле не распространяется дальше нескольких микрон. Он не может поразить скопление клеток, за исключением случаев, когда он попадает на них по касательной, вероятность этого намного меньше, чем у черенковского излучения при пересечении жидкости глаза.
Разве космические лучи на уровне моря не состоят примерно на 90 % из нейтронов, которые вызовут поток частиц, если попадут во что-нибудь?
@zwol К счастью, нет. очень мало нейтронов. В основном это мюоны, заряженные частицы и еще много нейтрино, но они имеют очень малую вероятность взаимодействия по отношению к мюонам. см. цитату в моем ответе и ответ Роба

Вы не можете «увидеть» вспышку, если глаз не получает стимула, даже если нейтрино попадает прямо в мозг, и его невозможно обнаружить, потому что: 1) В мозгу нет такого рецептора. 2) Нейтрино имеет очень маленькую массу. Уверяю вас, что если бы человеческое тело было способно обнаруживать сталкивающуюся с нами отдельную субатомную частицу, то не было бы практического применения пузырьковых камер и другого сложного оборудования подобного рода.

Даже если нейтрино попадет в палочку или колбочку в вашей сетчатке, стимул не будет достаточно сильным, чтобы вызвать рецепторный потенциал, не говоря уже о том, чтобы запустить потенциал действия (синапсы гарантируют, что любой слабый импульс будет отфильтрован, а не прерван). посылается в мозг). Чтобы хоть что-то увидеть, нам нужно более одного фотона, чтобы поразить нашу сетчатку. (на самом деле довольно много)

На самом деле я позволю себе не согласиться. Поскольку ваш мозг контролирует то, что вы видите, я уверен, что вам не нужно видеть вещи только глазами. Хорошим примером является Даниэль Таммет, чья часть памяти, связанная с памятью, связана со зрительной частью. Теперь он буквально видит формы, пейзажи и числа, которые, по его словам, выглядят так, как будто «когда вы берете камеру, включаете ее с длинной выдержкой и пишете что-то на стене». Он не видит эти формы физически, но его мозг видит.
Ну да это правда. Но мозг точно не обнаружит столкнувшееся нейтрино. Человек может «видеть» вещи, если мозг их себе представляет. Но вы не увидите пейзажи из-за того, что что-то маленькое столкнется с вашим мозгом.
Требуется около 50 фотонов (общая энергия около 100 эВ), чтобы вызвать реакцию. Солнечные нейтрино имеют энергию 0,1-10 МэВ. Если они сталкиваются, вызывая обратный бета-распад, релятивистский электрон может вызвать черенковское излучение в глазном яблоке. Также возможна прямая стимуляция зрительного нерва en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_ray_visual_phenomena ; Universetoday.com/94714/видеть-космические-лучи-в-космосе
@RobJeffries Ты такой профессионал в физике.

Это определенно не нейтрино. Нейтрино трудно обнаружить, потому что они легкие, быстрые и не имеют заряда, поэтому обычно проходят сквозь материю. Мы строим гигантские машины для обнаружения одиночных нейтрино. Шансы на это крайне малы.

Может ли мозг обнаружить прохождение нейтрино?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v