Как можете да определите разликата между електронно неутрино, тау неутрино и муонно неутрино, ако всички неутрино имат 0 заряд и 0 маса?


Отговор 1:

Имах лектор, който работеше върху SNO (Sudbury Neutrino Observatory), едно от сътрудничеството на екипи, спечелили Нобеловата награда миналата година - заедно с японския детектор Super-Kamiokande, така че знам малко за това.

Различните видове неутрино имат малко различни резултати от сблъсък. Ние се възползваме и от „запазването на аромата на лептон“ - електронно неутрино може да произведе само друг член от семейството на електронни, а след това само истински / анти двойки от всички други семейства.

Например, помислете за реакцията на заредения ток - електронно неутрино произвежда електрон, муонното неутрино произвежда мюон и така нататък.

Това означава, че тъй като слънчевите неутрино имат енергия, по-малка от масата на остатъците от мюони или тауони, само електронните неутрино могат да претърпят взаимодействието на заредения ток. Следователно, ако видите доказателства за взаимодействие със зареден ток - знаете, че това трябва да се дължи на електронно неутрино, тъй като докато другите могат да преминат този процес, слънчевите неутрино нямат достатъчно енергия!

Така че това използва разликите между семействата, а не самите неутрино.

Има няколко други метода - спомням си диаграма с различни еластични модели на сблъсък върху тях, така че си представям, че има малко по-различно сечение на сблъсък за определени неща - но вие получавате общата картина.

Съгласен съм, това е труден бизнес, който се опитва да раздели неутрино отделно - и затова те трябваше да построят толкова масивни детектори, че дори да започнат да имат надежда да го правят! Не се учудвам, че учителят ви по физика не е знаел - това е доста специализирани знания.


Отговор 2:

Има два основни типа събития при високоенергийни неутрино детектори (като IceCube, Antares и др.).

Неутрални текущи събития възникват, когато входящото неутрино въздейства на ядро ​​и го раздухва. Пионите в крайна сметка се произвеждат и след като се разпадат, получавате много, ако светлината се хвърли на късо разстояние. Детекторът вижда това като грубо сферично събитие. Тази топология на събитието е основно идентична между ароматите, така че човек наистина не може да каже.

В случаите, когато неутрино се преобразува в партньорски лептон, все още има първоначално въздействие върху ядрото, с подобна сферична топология на събитието, но тъй като изходящият лептон се зарежда, вие получавате cherenkov радиация по неговия път.

Електроните са стабилни, но тъй като са най-лекият лептон, те губят цялата си енергия бързо (помислете за мотоциклет, каращ през пясък). Електроните изхвърлят цялата си енергия в детектора, така че получавате страхотни измервания на енергия, но тъй като изборите изминават разстояние, по-малко от разстоянието между светлинните детектори, получавате ужасни измервания на посоката.

Мюоните са достатъчно тежки, за да орат целия материал, но продължават толкова дълго, преди да се разпадат. Те оставят дълга следа, преди да излязат от детектора. Обикновено гниенето и първоначалното производство не се наблюдават. Мюоните дават страхотна насока, но лоши измервания на енергия, защото не знаете колко енергия е натрупана преди да влезе или колко далеч е изминала, след като е напуснала детектора.

За тауса имате първоначалното въздействие върху ядрото, кратка следа преди разпадането на тау и след това разпадането. Ако имате достатъчно късмет да уловите този вид събитие, то се нарича „двоен взрив“. Има надежда, че тези събития ще дадат по-добра посока от електроните и по-добри измервания на енергията от мюоните. Но те са по-редки и по-трудни за намиране.

Това са „заредени текущи“ събития и те генерираха различни топологии на събитията. Трябва да се отбележи, че неутрино детекторите не са в състояние да правят разлика между неутрино и антинейтрино.


Отговор 3:

Има два основни типа събития при високоенергийни неутрино детектори (като IceCube, Antares и др.).

Неутрални текущи събития възникват, когато входящото неутрино въздейства на ядро ​​и го раздухва. Пионите в крайна сметка се произвеждат и след като се разпадат, получавате много, ако светлината се хвърли на късо разстояние. Детекторът вижда това като грубо сферично събитие. Тази топология на събитието е основно идентична между ароматите, така че човек наистина не може да каже.

В случаите, когато неутрино се преобразува в партньорски лептон, все още има първоначално въздействие върху ядрото, с подобна сферична топология на събитието, но тъй като изходящият лептон се зарежда, вие получавате cherenkov радиация по неговия път.

Електроните са стабилни, но тъй като са най-лекият лептон, те губят цялата си енергия бързо (помислете за мотоциклет, каращ през пясък). Електроните изхвърлят цялата си енергия в детектора, така че получавате страхотни измервания на енергия, но тъй като изборите изминават разстояние, по-малко от разстоянието между светлинните детектори, получавате ужасни измервания на посоката.

Мюоните са достатъчно тежки, за да орат целия материал, но продължават толкова дълго, преди да се разпадат. Те оставят дълга следа, преди да излязат от детектора. Обикновено гниенето и първоначалното производство не се наблюдават. Мюоните дават страхотна насока, но лоши измервания на енергия, защото не знаете колко енергия е натрупана преди да влезе или колко далеч е изминала, след като е напуснала детектора.

За тауса имате първоначалното въздействие върху ядрото, кратка следа преди разпадането на тау и след това разпадането. Ако имате достатъчно късмет да уловите този вид събитие, то се нарича „двоен взрив“. Има надежда, че тези събития ще дадат по-добра посока от електроните и по-добри измервания на енергията от мюоните. Но те са по-редки и по-трудни за намиране.

Това са „заредени текущи“ събития и те генерираха различни топологии на събитията. Трябва да се отбележи, че неутрино детекторите не са в състояние да правят разлика между неутрино и антинейтрино.