Hogyan lehet megmondani a különbséget az elektronneutrinó, a tau-neutrinó és a muonneutrinó között, ha az összes neutrinónak 0 töltése van és 0 tömege van?


Válasz 1:

Volt egy előadóm, aki az SNO-n (Sudbury Neutrino Observatory) dolgozott, amely az egyik olyan csapat közreműködésével jött létre, amely tavaly Nobel-díjat nyert - a japán Super-Kamiokande detektorral együtt, tehát egy kicsit tudok erről.

A különféle típusú neutrinók ütközési eredményei kissé eltérőek. Kihasználjuk a „lepton íz megőrzését” is - egy elektronneutrinó csak az elektroncsalád egy másik tagját képes előállítani, majd csak a többi család valódi / antipáros tagjait.

Például vegyük figyelembe a töltött áramerősség reakcióját - egy elektronneutrino termel egy elektronot, a muonneutrinó egy muont hoz létre és így tovább.

Ez azt jelenti, hogy mivel a napenergiás neutronok energiája kevesebb, mint a muonok vagy a taonok többi tömegének, csak az elektronneutrinók átengedhetik a töltött áram kölcsönhatást. Ezért ha látszik egy töltött áram kölcsönhatásról - tudod, hogy ennek egy elektronneutrinónak kell lennie, mert míg a többiek ezen a folyamaton mehetnek keresztül, a napenergia-neutrinóknak nincs elegendő energiájuk ahhoz!

Tehát ez kihasználja a családok közötti különbségeket, nem magukat a neutrinókat.

Van néhány más módszer is - emlékszem egy olyan diagramra, amelyen különböző elasztikus ütközési minták vannak rajta, úgy gondolom, hogy bizonyos dolgoknál kissé eltérő az ütközési keresztmetszet - de megkapod az általános képet.

Egyetértek azzal, hogy egy trükkös üzlet, amely megpróbálja megkülönböztetni a neutrínókat - és ezért kellett ilyen hatalmas detektorokat építeniük, hogy még reménykedjenek is ezzel! Nem vagyok lepve, hogy a fizika tanára nem tudta - ez nagyon speciális tudás.


Válasz 2:

Kétféle típusú esemény létezik a nagy energiájú neutrinodetektorokban (mint például IceCube, Antares, ettera).

Semleges áram események akkor fordulnak elő, amikor a bejövő neutrinó behatol egy magba és széttöri azt. A pionokat végül előállítják, és ha egyszer elbomlanak, akkor sokat kapsz, ha a fény kis távolságra esik. Az érzékelő ezt durván gömb alakú eseménynek tekinti. Ez az eseménytológia alapvetően azonos az ízek között, tehát igazán nem lehet megmondani.

Azokban az eseményekben, ahol a neutrinó partner leptonvá alakul, továbbra is fennáll a kezdeti hatás a magra, hasonló gömb alakú eseményt topológiával, de mivel a kimenő lepton töltődik, cherenkov sugárzást kap az útján.

Az elektronok stabilak, de mivel ezek a legkönnyebb leptonok, gyorsan elveszítik minden energiájukat (gondoljunk egy homokon át haladó motorkerékpárra). Az elektronok teljes energiáját a detektorba merítik, tehát nagyszerű energiaméréseket kapnak, de mivel a választás olyan távolságot halad meg, amely kisebb, mint a fényérzékelők közötti távolság, szörnyű irányméréseket kap.

A muonok elég nehézek ahhoz, hogy az egész anyagot felszánthassák, de csak ilyen sokáig tartanak, mielőtt bomlanak. Hosszú pályát hagynak, mielőtt kilépnek az érzékelőből. A bomlást és a kezdeti termelést általában nem veszik figyelembe. A holdak nagy irányt mutatnak, de a rossz energiamérések, mivel nem tudják, mennyi energia került lerakódásra, mielőtt belépett volna, vagy milyen messzire haladt az érzékelő elhagyása után.

A tausz esetében a kezdeti hatással van a sejtmagra, egy rövid sávot megelőzően a tau lebomlik, majd a bomlás. Ha elég szerencsés, hogy elkapja ezt a fajta eseményt, akkor ezt „dupla bummnak” hívják. Van remény, hogy ezek az események jobb irányt adnak, mint az elektronok, és jobb energiamérést eredményeznek, mint a muonok. De ritkábbak és nehezebb megtalálni.

Ezek „töltött aktuális” események, és különálló eseményt topológiákat hoztak létre. Meg kell jegyezni, hogy a neutrinodetektorok nem képesek megkülönböztetni a neutrinosokat és az antineutrinosokat.


Válasz 3:

Kétféle típusú esemény létezik a nagy energiájú neutrinodetektorokban (mint például IceCube, Antares, ettera).

Semleges áram események akkor fordulnak elő, amikor a bejövő neutrinó behatol egy magba és széttöri azt. A pionokat végül előállítják, és ha egyszer elbomlanak, akkor sokat kapsz, ha a fény kis távolságra esik. Az érzékelő ezt durván gömb alakú eseménynek tekinti. Ez az eseménytológia alapvetően azonos az ízek között, tehát igazán nem lehet megmondani.

Azokban az eseményekben, ahol a neutrinó partner leptonvá alakul, továbbra is fennáll a kezdeti hatás a magra, hasonló gömb alakú eseményt topológiával, de mivel a kimenő lepton töltődik, cherenkov sugárzást kap az útján.

Az elektronok stabilak, de mivel ezek a legkönnyebb leptonok, gyorsan elveszítik minden energiájukat (gondoljunk egy homokon át haladó motorkerékpárra). Az elektronok teljes energiáját a detektorba merítik, tehát nagyszerű energiaméréseket kapnak, de mivel a választás olyan távolságot halad meg, amely kisebb, mint a fényérzékelők közötti távolság, szörnyű irányméréseket kap.

A muonok elég nehézek ahhoz, hogy az egész anyagot felszánthassák, de csak ilyen sokáig tartanak, mielőtt bomlanak. Hosszú pályát hagynak, mielőtt kilépnek az érzékelőből. A bomlást és a kezdeti termelést általában nem veszik figyelembe. A holdak nagy irányt mutatnak, de a rossz energiamérések, mivel nem tudják, mennyi energia került lerakódásra, mielőtt belépett volna, vagy milyen messzire haladt az érzékelő elhagyása után.

A tausz esetében a kezdeti hatással van a sejtmagra, egy rövid sávot megelőzően a tau lebomlik, majd a bomlás. Ha elég szerencsés, hogy elkapja ezt a fajta eseményt, akkor ezt „dupla bummnak” hívják. Van remény, hogy ezek az események jobb irányt adnak, mint az elektronok, és jobb energiamérést eredményeznek, mint a muonok. De ritkábbak és nehezebb megtalálni.

Ezek „töltött aktuális” események, és különálló eseményt topológiákat hoztak létre. Meg kell jegyezni, hogy a neutrinodetektorok nem képesek megkülönböztetni a neutrinosokat és az antineutrinosokat.