Kako možete odrediti razliku između neutron elektrona, tau neutrina i muonskog neutrina ako svi neutrini imaju 0 naboja i 0 mase?


Odgovor 1:

Imao sam predavača koji je radio na SNO-u (Sudbury Neutrino Observatory), jednoj od suradnji timova koji su prošle godine osvojili Nobelovu nagradu - zajedno s japanskim detektorom Super-Kamiokande, tako da znam malo o ovome.

Različite vrste neutrina imaju nešto različite rezultate sudara. Također koristimo „očuvanje okusa leptona“ - neutron elektrona može proizvesti samo drugi član obitelji elektrona, a zatim samo prave / anti parove bilo koje druge obitelji.

Na primjer, razmotrite reakciju nabijene struje - elektronski neutrino stvara elektron, muonski neutrino proizvodi muon i tako dalje.

To znači da budući da solarni neutrini imaju energiju manju od mase ostalih muona ili Tauona, samo elektronski neutrini mogu proći interakciju nabijene struje. Stoga, ako vidite dokaze o interakciji sa nabijenom strujom - znate da to mora biti zbog elektronskog neutrina, jer dok ostali mogu proći ovaj proces, solarni neutrini nemaju dovoljno energije!

Dakle, ovo iskorištava razlike među obiteljima, a ne sami neutrini.

Postoji nekoliko drugih metoda - sjećam se dijagrama s različitim elastičnim uzorcima sudara, pa pretpostavljam da postoji nešto različit presjek sudara za određene stvari - ali dobivate opću sliku.

Slažem se, to je lukav posao koji pokušava razdvojiti neutrine - i zato su morali graditi tako masivne detektore da bi čak i počeli da se nadaju tome! Nisam iznenađen što vaš učitelj fizike nije znao - to je prilično specijalno znanje.


Odgovor 2:

Postoje dvije osnovne vrste događaja u visokoenergetskim neutrinskim detektorima (poput IceCube, Antares, itd.).

Neutralni trenutni događaji nastaju kada nadolazeći neutrino pogodi jezgru i raznese je. Pioniri se na kraju proizvode, a kad raspadnu, dobit ćete puno ako se svjetlost baci u kratku udaljenost. Detektor to vidi kao grubo sferni događaj. Ova je topologija događaja u osnovi jednaka između okusa, pa se doista ne može reći.

U slučajevima kada se neutrino pretvara u njegov partnerski lepton, još uvijek postoji početni utjecaj na jezgru, sa sličnom topologijom sfernih događaja, ali s obzirom na to da se odlazni lepton nabije, dobivate cherenkov zračenje na njegovom putu.

Elektroni su stabilni, ali zato što su najlakši lepton, brzo gube svu energiju (pomislite na motocikl koji vozi kroz pijesak). Elektroni bacaju svu svoju energiju u detektor, tako da dobivate sjajna mjerenja energije, ali budući da izbori putuju na udaljenosti manju od razmaka između detektora svjetla, dobivate strašna mjerenja smjera.

Muoni su dovoljno teški da se plutaju čitavim materijalom, ali traju samo toliko vremena prije nego što propadnu. Ostavljaju dugačak trag prije nego što izađu iz detektora. Obično se ne propada i početna proizvodnja. Muoni daju sjajne smjernice, ali slaba su mjerenja energije jer ne znate koliko je energije pohranjeno prije nego što je ušlo ili koliko je otputovalo nakon što je napustilo detektor.

Za tausa imate početni utjecaj na jezgru, kratak trag prije raspada taua, a zatim raspad. Ako ste dovoljno sretni da uhvatite ovakav događaj, to se naziva "dvostrukim praskom". Postoji nada da bi ti događaji dali bolji smjer od elektrona i bolja mjerenja energije od muona. Ali rjeđe ih je i teže pronaći.

To su događaji "napunjeni trenutni" i proizveli su različite topologije događaja. Treba napomenuti da neutrinski detektori nisu sposobni razlikovati neutrino i antineutrino.


Odgovor 3:

Postoje dvije osnovne vrste događaja u visokoenergetskim neutrinskim detektorima (poput IceCube, Antares, itd.).

Neutralni trenutni događaji nastaju kada nadolazeći neutrino pogodi jezgru i raznese je. Pioniri se na kraju proizvode, a kad raspadnu, dobit ćete puno ako se svjetlost baci u kratku udaljenost. Detektor to vidi kao grubo sferni događaj. Ova je topologija događaja u osnovi jednaka između okusa, pa se doista ne može reći.

U slučajevima kada se neutrino pretvara u njegov partnerski lepton, još uvijek postoji početni utjecaj na jezgru, sa sličnom topologijom sfernih događaja, ali s obzirom na to da se odlazni lepton nabije, dobivate cherenkov zračenje na njegovom putu.

Elektroni su stabilni, ali zato što su najlakši lepton, brzo gube svu energiju (pomislite na motocikl koji vozi kroz pijesak). Elektroni bacaju svu svoju energiju u detektor, tako da dobivate sjajna mjerenja energije, ali budući da izbori putuju na udaljenosti manju od razmaka između detektora svjetla, dobivate strašna mjerenja smjera.

Muoni su dovoljno teški da se plutaju čitavim materijalom, ali traju samo toliko vremena prije nego što propadnu. Ostavljaju dugačak trag prije nego što izađu iz detektora. Obično se ne propada i početna proizvodnja. Muoni daju sjajne smjernice, ali slaba su mjerenja energije jer ne znate koliko je energije pohranjeno prije nego što je ušlo ili koliko je otputovalo nakon što je napustilo detektor.

Za tausa imate početni utjecaj na jezgru, kratak trag prije raspada taua, a zatim raspad. Ako ste dovoljno sretni da uhvatite ovakav događaj, to se naziva "dvostrukim praskom". Postoji nada da bi ti događaji dali bolji smjer od elektrona i bolja mjerenja energije od muona. Ali rjeđe ih je i teže pronaći.

To su događaji "napunjeni trenutni" i proizveli su različite topologije događaja. Treba napomenuti da neutrinski detektori nisu sposobni razlikovati neutrino i antineutrino.