Gibt es kosmologische Beweise dafür, dass sich Neutrinos mit einer anderen Geschwindigkeit als c fortbewegen?

Ich habe mich mit Neutrinos beschäftigt. Eine Sache, die mich verwirrt, ist, wie schnell sie reisen.

Siehe den Wikipedia -Artikel SN1987A , in dem Sie Folgendes lesen können: „Ungefähr zwei bis drei Stunden bevor das sichtbare Licht von SN1987A die Erde erreichte, wurde an drei separaten Neutrino-Observatorien ein Ausbruch von Neutrinos beobachtet“ . Einige Berichte beschreiben einen anfänglichen Ausbruch von Neutrinos, der 7,7 Stunden vor dem Licht eintraf. Es wird angenommen, dass die Neutrinos vor dem Licht emittiert wurden, weil Sterne kollabieren, wobei Photonen länger brauchen, um herauszukommen. Ich habe kein großes Problem damit. Interessant ist jedoch, dass die Photonen die Neutrinos in 168.000 Jahren Reise durch den Weltraum nicht überholten. Das deutet für mich darauf hin, dass Neutrinos masselos sind, was mit dem übereinstimmt, was Fermi in Abschnitt VII seiner Arbeit von 1934 sagte. Er zeichnete drei Kurven und stellte fest, dass die μ=0-Kurve mit den empirischen Kurven übereinstimmte. Er kam zu dem Schluss, dass „die Ruhemasse des Neutrinos entweder Null oder auf jeden Fall sehr klein im Vergleich zur Masse des Elektrons ist“ .

Die Sache ist die, dass Neutrinos, wenn sie sich genau bei c bewegen, überhaupt keine Masse haben. Und ich kann keine Beweise dafür finden, dass sie es nicht tun. Ich kann viele Beweise für Elektronen finden, die sich mit Geschwindigkeiten von weniger als c fortbewegen. Das Neutrino soll ein Fermion wie ein Elektron sein. Aber ich kann keine Hinweise auf Neutrinos finden, die sich mit Geschwindigkeiten von weniger als c fortbewegen.

Kann mir jemand einen Hinweis auf kosmologische Beweise dafür geben, dass sich Neutrinos mit weniger als c fortbewegen? Oder irgendwelche anderen harten wissenschaftlichen Beweise? Mit Beweisen meine ich nicht eine Schlussfolgerung wie "Neutrinos gehen verloren, also müssen sie oszillieren, also müssen sie eine Masse haben, also müssen sie sich mit weniger als c fortbewegen" . Beweise meine ich.

Möchten Sie Beweise, die sich speziell auf die Astronomie beziehen, oder wäre etwas gültig, das sich auf andere Bereiche bezieht (in diesem Fall ist dies möglicherweise besser für die Physik)?
Das bedeutet natürlich nicht, dass Neutrinos masselos sind. Es weist darauf hin, dass es eine Obergrenze für ihre Masse gibt – eine Obergrenze, die im Vergleich zu anderen Beschränkungen nicht besonders interessant ist.
Fermi hatte Recht. Neutrinomassen sind kleiner als eV oder so. Wie du weißt.
@HDE 226868: Ich habe nach kosmologischen Beweisen gefragt, weil ich zuvor die Frage zum Physik-Stack-Austausch gestellt und nur eine Antwort erhalten habe, die besagt, dass es keine direkten Beweise gibt. Ich wurde auf ein Duplikat verwiesen, in dem stand: "Ihre Frage entspricht der Frage nach der absoluten Masse der Neutrinos" . Was ich suche, sind Beweise für Neutrinos, die sich mit weniger als c bewegen. Rob Jeffries gab eine Antwort, die sich auf die Wie-Zeitung bezog, bekam aber nicht viel Aufmerksamkeit, nicht einmal von mir. Ich habe seitdem etwas über GRBs gelernt und werde mir das noch einmal ansehen.

Antworten (2)

Eine Arbeit von Wie et al. (2016) nutzt die Koinzidenz zwischen Gammastrahlen von Gammastrahlenausbrüchen und einzelnen 3-30-TeV-Neutrinos, um den Unterschied in der Ausbreitungsgeschwindigkeit zwischen Neutrinos und Photonen abzuschätzen.

Sie finden

| v − c | c < 2.5 × 10 − 18

Sie sagen, dass dies etwa 7 Größenordnungen genauer ist als jeder zuvor veröffentlichte Grenzwert. Sie stützt sich jedoch auf die echte Koinzidenz zwischen den GRBs und diesen einzelnen Neutrino-Ereignissen, was in einigen Fällen fraglich oder sogar zweifelhaft erscheint.

Die Massegrenze, die dies den Neutrinos auferlegt, erscheint ziemlich uninteressant < 6.8 keV, aber es ist eher eine direkte Messung der Geschwindigkeit als eine Extrapolation der Geschwindigkeit aus einer Massengrenze und der speziellen Relativitätstheorie.

Danke für diesen Rob. Ich habe mich kürzlich ein wenig mit GRBs beschäftigt, daher ist dies besonders interessant. Sorry ist mir letztes Jahr nicht aufgefallen.

Ich kann viele Beweise für Elektronen finden, die sich mit Geschwindigkeiten von weniger als c fortbewegen. Das Neutrino soll ein Fermion wie ein Elektron sein. Aber ich kann keine Hinweise auf Neutrinos finden, die sich mit Geschwindigkeiten von weniger als c fortbewegen.

Dies scheint der Kern Ihrer Zweifel zu sein.

Ich würde wirklich vorschlagen, dass Sie die Antworten auf Fragen zu diesem Thema in Physics SE lesen, aber ein paar Anmerkungen zu diesem speziellen Punkt.

  • Ein Fermion kann masselos sein (Weyl- und Majorana-Typen können es sein).
  • Das Experiment deutet darauf hin, dass Neutrinos eine sehr kleine Masse haben könnten (Größenordnung von einigen eV). Dies wird oft als Beweis dafür angeführt, dass das Standardmodell nicht vollständig ist.
  • Es gibt keine absolute Übereinstimmung über die Masse (oder das Fehlen von) von Neutrinos. Es ist eine gute Möglichkeit, Teilchenphysiker zum Streiten zu bringen. :-)

Ihre Verwirrung ist also verständlich: Alle anderen auch.

Mit Beweisen meine ich nicht eine Schlussfolgerung wie "Neutrinos gehen verloren, also müssen sie oszillieren, also müssen sie eine Masse haben, also müssen sie sich mit weniger als c fortbewegen". Beweise meine ich.

Das ist ein Beweis. :-)

Eines der Probleme mit dem, wonach Sie fragen, ist, dass davon ausgegangen wird, dass Neutrinos nicht oszillieren. Wenn jemand ein experimentelles Ergebnis erhält, das offensichtlich demonstriert, dass dies der Fall ist, sollten Sie es nicht ignorieren.

Ich weiß nicht, wie vertraut Sie mit der Theorie der Neutrinooszillation sind und warum sie so wichtig ist, aber ich habe für alle Fälle auf die Wikipedia-Seite zu diesem Thema verlinkt.

[In Bezug auf SN1987] Ich habe damit kein großes Problem. Interessant ist jedoch, dass die Photonen die Neutrinos in 168.000 Jahren Reise durch den Weltraum nicht überholten.

Dies legt einfach eine Obergrenze für die Masse von Neutrinos fest. Der Wikipedia-Artikel zitiert dies als 16 eV aus diesen experimentellen Daten, und ich habe keinen Grund, dem zu widersprechen.

Mehr sagt der Überholfehler aber nicht aus.

Das deutet für mich darauf hin, dass Neutrinos masselos sind, was mit dem übereinstimmt, was Fermi in Abschnitt VII seiner Arbeit von 1934 sagte.

Um Fermi gerecht zu werden, beachten Sie dieses Zitat aus diesem Papier (na ja, die Übersetzung davon):

Daraus schließen wir, dass die Ruhemasse des Neutrinos entweder null oder jedenfalls sehr klein im Vergleich zur Masse des Elektrons ist.

Nun, die aktuellen Werte legen die Obergrenze bei etwa 1/30.000 der Elektronenmasse fest. Das ist "sehr klein" in meinem Buch. Fermi hatte es also ziemlich gut auf den Punkt gebracht: guter Wissenschaftler, dieser Junge. :-)

Nur ein paar wichtige Punkte zeigen, wie viel sich geändert hat:

Sie müssen also die neuen physikalischen Modelle für das Neutrino in Ihre Überlegungen einbeziehen.

Danke für die Antwort, Stepehen. Der "Kern meiner Zweifel" ist, dass das Neutrino 1930 vorhergesagt wurde und wir immer noch keins gesehen haben, das langsamer als c ging. So sehr ich es auch versuche, ich kann keine wirklichen Beweise dafür finden. Ich habe die Antworten von Physics SE gelesen, aber sie geben eher den Oszillationsschluss oder "Vorschlag" als den direkten Beweis für die Neutrinogeschwindigkeit. PS: Ich habe Fermi mit den Worten "oder auf jeden Fall sehr klein" zitiert . Und was neue physikalische Modelle für das Neutrino angeht, bin ich mir nicht sicher, ob es überhaupt ein altes gibt.
Gibt es kosmologische Beweise dafür, dass sich Neutrinos mit einer anderen Geschwindigkeit als c fortbewegen?
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