Почему не исключены чисто дираковские нейтрино?

Общеизвестно, что в нейтрино могут быть дираковские частицы без каких -либо майорановских масс , как задана матрица масс,

( ν л ν р ) ( 0 м м 0 ) ( ν л ν р )
Однако я не могу понять, почему эту модель до сих пор не исключили, просто учитывая количество нейтрино, попадающих в наши детекторы.

Чтобы понять, что я имею в виду, возьмем в качестве примера солнце. Мы точно знаем, сколько нейтрино покидает Солнце, и мы знаем, что все они образуются в результате слабого взаимодействия, поэтому все нейтрино, покидающие Солнце, являются левыми. Если приведенная выше массовая матрица верна, то нейтрино начнут колебаться со своими правыми аналогами.

Таким образом, когда мы обнаруживаем нейтрино на Земле (с помощью детектора, который замечает только слабое взаимодействие), только половина нейтрино должна быть левосторонней, и мы должны видеть половину ожидаемого сигнала. Это, конечно, не так, поскольку эта модель не исключена. Что мне не хватает?

Проблема в том, что частицы взаимодействуют только с левой составляющей нейтрино. Поскольку взаимодействия - единственный способ «увидеть» или измерить частицы, независимо от того, являются ли нейтрино дираковскими или майорановскими, можно измерить только левый компонент. Таким образом, на основании этих данных ничего нельзя исключать.
@CosmasZachos Разве не правда, что если я создам чисто левый киральный фермион Дирака, через некоторое время он станет чисто правым киральным? Это мое беспокойство; почему это не влияет на наблюдения? Это относится и к другим частицам, как указано в вопросе, который вы связали.
Эффект описан в Bernardini 2006 и связан с / основан на zitterbewegung, но все они, похоже, согласны с тем, что он бесконечно мал для солнечных колебаний... Они, кажется, ищут области, где он мог бы иметь значение. Кажется, это связано с тонкими деталями формы волнового пакета нейтрино...
Таким образом , Zitterbewegung , наложенный на прямолинейное движение волнового пакета, имеет частоту ~ 2 m (ν) ~ 10 12 /сек для массы нейтрино 1 мэВ, ради аргумента. Однако модуляция колебаний крайне мала, исправляя единство незначительной частью О ( ( м ν / м Вт ) 2 ) .
@CosmasZachos Да, подумав еще раз, я пришел к тому же выводу! Теперь я почти уверен, что приведенный ниже ответ с большим количеством голосов, щедрый ответ и принятый ответ неверны.
@knzhou Если бы у вас хватило терпения, которого мне не хватает, вы могли бы ответить на связанный «Связанный» вопрос выше ... проблема в частицах Дирака и их новом Zitterbewegung, а не в основном «скалярных» колебаниях волнового пакета на этой странице ....
Я довольно запутался в этом вопросе. Обсуждения в двух других ответах SE подразумевают, что Zittbewegung не существует (для стандартных определений кинематических операторов): physics.stackexchange.com/questions/19378/… physics.stackexchange.com/questions/28672/…
@Rococo Нет Zittbewegung, но есть колебания хиральности! Я не уверен, как эти две проблемы связаны. Я всегда думаю об осцилляциях киральности для плоских волн, и в этом случае Zittbewegung отсутствует, поскольку положение вообще не определено.

Ответы (3)

Нейтрино взаимодействуют в Стандартной модели только через свою левую составляющую, через электрослабые взаимодействия. Однако распространяющиеся нейтрино, являющиеся массовыми собственными состояниями, описываются полем, являющимся дираковским спинором, т.е. с обеими киральностью

ν "=" ν л + ν р .
Следовательно, когда нейтрино создаются или измеряются, спинор Дирака проецируется на его левый компонент.
ν л "=" п л ν "=" 1 − γ 5 2 ν .
Эта проекция не уменьшает количество отсчетов вдвое, она просто выбирает взаимодействующий компонент каждого спинора Дирака.

Когда учитываются колебания среди ароматов, наблюдается уменьшение количества подсчетов, и это эффект, измеренный экспериментами с колебаниями.

Я вижу точку зрения ОП. Я предполагаю, что наивно из КМ вы думаете о нормализованной волновой функции, ν "=" 1 2 ( ν л + ν р ) давая 1 2 в вероятности.
Спасибо за ответ. Меня смутило не производство нейтрино, а то, почему они не колеблются в правые нейтрино, которые могут возникать, как упоминалось выше @innisfree. Я думаю, что лучше понимаю, почему этого не происходит сейчас, как объяснено в моем собственном ответе.

Дело в том, что между левыми и правыми нейтрино нет разницы в массах. Масса определяется только для всего поля ν "=" ν л + ν р . По этой причине я считаю неправильным использовать формулу вероятности осцилляции для вычисления осцилляции между LH и RH нейтрино.

Думаю, теперь у меня есть ответ. Моя проблема заключалась в том, что я предположил, что частота колебаний нейтрино зависит исключительно от уровня их смешивания. С этой интуицией кажется, что нейтрино должны значительно колебаться в своих правосторонних аналогах. Однако это еще не все. Колебания также зависят от разности масс между собственными состояниями массы. Если собственные состояния массы вырождены, никакие колебания не могут иметь место (у меня до сих пор нет интуиции, почему это должно быть правдой...).

Чтобы увидеть, что это так, мы можем просто использовать хорошо известную формулу осцилляций нейтрино. Для двух вкусов у нас есть хорошо известная формула,

п ( ν л → ν р ) "=" грех 2 ⁡ 2 θ грех 2 ⁡ Δ м 2 л 4 Е
где θ это угол смешения (то, что я был больше после п ( ν л → ν л ) конечно просто 1 − п ( ν л → ν р ) в этом простом случае.

Максимальное перемешивание (ситуация выше) соответствует случаю, когда θ "=" 45 о и у нас действительно есть грех 2 ⁡ θ "=" 1 , улучшение микширования. Однако есть второй вклад, зависящий от разницы масс между собственными состояниями. Когда это ноль (как указано выше). Вероятность осцилляций также становится равной нулю.

Чтобы понять, как это работает, я построил вероятность для матрицы масс,

( 1 Икс Икс у )
Это самая общая симметричная матрица с точностью до нормализации. Я построил результат как функцию у (вроде равно Δ м − 1 ) и для разных Икс (вроде равно смешиванию), введите описание изображения здесь

Мы видим, что при малых Икс (малое перемешивание) и большое у (небольшая разница масс) вероятность осцилляции обращается в нуль. Таким образом, мы видим, что количество измеренных нейтрино может ограничивать псевдодираковские нейтрино (имеющие как майорановскую, так и дираковскую массы), но не дираковские нейтрино.

Я не думаю, что этот ответ правильный. Если вы понимаете этот аргумент буквально, он в основном подразумевает, что масса Дирака никогда не меняет хиральность, но это явно неверно, например, для электронов. Использование формулы нейтринных осцилляций вводит в заблуждение, потому что мы накладываем положительные и отрицательные частотные решения уравнения Дирака, то есть разница в частотах не равна нулю, а 2 м !
Реальный ответ состоит в том, что нейтрино всегда ультрарелятивистские, и в этом пределе угол смешивания стремится к нулю; это также называется «подавлением спиральности».
Почему не исключены чисто дираковские нейтрино?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v