Изменение вкуса нейтрино в полете - физиков.нет
Купить гитару в Москве
2 голосов
/

Я читал эту статью:

https://profmattstrassler.com/articles-and-posts/particle-physics-basics/neutrinos/neutrino-types-and-neutrino-oscillations/velocity-differences-of-neutrinos/

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

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

Особенно там, где говорится, что прибывают три типа нейтрино:

Все измеренные нейтрино от сверхновой 1987 года прибыли на Землю примерно за 10 секунд. Подумайте об электронном нейтрино, испускаемом сверхновой с энергией 10 МэВ (МэВ - это миллион эВ [электрон-вольт] или 1/1000 ГэВ; см. Определение этих терминов здесь). Хорошо, что электронное нейтрино было смесью нейтрино-1, нейтрино-2 и нейтрино-3, каждый из которых путешествовал с немного различной скоростью! Это то, что мы бы заметили? Мы точно не знаем массы нейтрино, но предположим, что нейтрино-2 имеет массу-энергию 0,01 эВ (электрон-вольт; определение см. В этой статье), а нейтрино-1 имеет массу-энергию 0,001 эВ. , Тогда их две скорости, помня, что они имеют одинаковую энергию, будут отличаться от скорости света и друг от друга менее чем на сотню тысяч триллионов

v1 - v2 = c [(m22 - m12) c4 / 2 E2 +…] = 0,0000000000000000005 c

(все уравнения точны и точны с точностью до одного процента или более). Эта разность скоростей будет означать, что часть нейтрино-2 и часть нейтрино-1 исходного электрона-нейтрино оба прибудут на Землю в течение миллисекунды друг от друга - неопределяемая разница по ряду технических причин. (Имейте в виду, что OPERA утверждает, что скорость нейтрино отличается от скорости света одной части на 100 000, что намного, гораздо больший эффект, хотя измерение включает нейтрино с энергией в несколько сотен раз больше, чем у сверхновой.)

А насчет суперпозиции здесь:

Колебание нейтрино возникает из смеси между ароматом и массой собственных нейтрино. То есть три нейтринных состояния, которые взаимодействуют с заряженными лептонами в слабых взаимодействиях, представляют собой различные суперпозиции трех нейтринных состояний определенной массы. Нейтрино образуются в слабых процессах в своих вкусовых состояниях [nb 1]. При распространении нейтрино в пространстве квантово-механические фазы трех массовых состояний продвигаются с несколько разными скоростями из-за небольших различий в массах нейтрино. Это приводит к изменению смеси массовых состояний при перемещении нейтрино, но другая смесь массовых состояний соответствует другой смеси ароматических состояний. Таким образом, нейтрино, рожденное, скажем, электронным нейтрино, будет представлять собой смесь электронов, мю и тау-нейтрино после путешествия на некоторое расстояние. Поскольку квантово-механическая фаза продвигается периодически, через некоторое время состояние почти вернется к исходной смеси, и нейтрино снова будет в основном электронным нейтрино. Содержание электронного вкуса в нейтрино будет продолжать колебаться до тех пор, пока квантово-механическое состояние поддерживает когерентность. Поскольку массовые различия между нейтринными ароматизаторами малы по сравнению с большой длиной когерентности нейтринных колебаний, этот микроскопический квантовый эффект становится заметным на макроскопических расстояниях.

Теперь я не понимаю,

  1. если физически (классически) три пространственно разделенных нейтрино находятся в полете, и они прибывают вместе (разделенные только миллисекундами), мы просто не можем по-другому наблюдать их по мере их поступления

  2. Или это из-за того, что они находятся в суперпозиции (согласно QM), поэтому пространственно они имеют общую волновую функцию, и в точке наблюдения волновая функция коллапсирует, и масса нейтрино и тип аромата будут известны (тот, который доминирует из трех, может быть)?

БазаВ двух статьях это не определено, поскольку в одной из них говорится, что нейтрино разных типов находятся в полете с разными скоростями, и они прибывают в течение миллисекунды, и наш аппарат не может их различить, тогда в другой статье говорится что в суперпозиции собственных состояний в полете есть одно единственное нейтрино с одной скоростью. Я предполагаю, что эти собственные состояния не могут иметь разные скорости. Или может ли суперпозиция частицы также означать, что ее скорость и пространственные координаты, энергия и масса одновременно различны для разных состояний? В этом случае разные собственные состояния будут отличаться не только одной характеристикой (масса / вкус), но также скоростью и пространственными координатами.

Вопрос:

  1. это 1. или 2. Значит, три разных нейтрино приходят с разными скоростями (а у нас нет достаточно хороших аппаратов для различения) или только одно нейтрино в суперпозиции с одной единственной скоростью?

Ответы [ 2 ]

3 голосов
/

Я написал несколько слов об ограничении временного разрешения при обнаружении нейтрино в более раннем посте , но в случае нейтрино сверхновых проблема не техническая в конце обнаружения, она должна с генерацией нейтрино на первом месте.

Проблема с синхронизацией нейтрино сверхновых заключается в том, что нейтрино образуются в результате процесса. $$ p \to n + e^+ + \nu_e $$ который происходит во время разрушения активной зоны в течение нескольких миллисекунд.

Таким образом, даже если вы можете знать время окончания гонки с достаточной точностью, вы не знаете достаточно относительного времени начала , чтобы сделать какие-либо выводы.

2 голосов
/

Нейтрино начинаются не как «электрино» (определяемое как изоспиновый партнер электрона), что представляет собой когерентную суперпозицию собственных состояний массы. Если бы нейтрино, высвобождаемые бета-распадами, имели одинаковую скорость, то фазы массовых состояний изменялись бы предсказуемым образом, и частицы приходили бы в другой, но все еще когерентной суперпозиции. Но так как их скорость варьируется, они фактически прибывают как некогерентная смесь. Было бы трудно определить разницу экспериментально, даже если вы могли бы обнаружить низкоэнергетические муйно и тауино с помощью черной магии.

Добро пожаловать на сайт физиков.нет, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...