Ich habe diesen Artikel gelesen:
https://en.wikipedia.org/wiki/Neutrino
https://en.wikipedia.org/wiki/Neutrino_oscillation
Vor allem dort, wo es heißt, dass drei Massentypen von Neutrinos ankommen:
Alle gemessenen Neutrinos der Supernova von 1987 trafen innerhalb von etwa 10 Sekunden auf der Erde ein. Denken Sie an ein Elektron-Neutrino, das von der Supernova mit einer Energie von 10 MeV emittiert wird (ein MeV ist eine Million eV [Elektronenvolt] oder 1/1000 eines GeV; lesen Sie hier für die Definition dieser Begriffe). Nun, dieses Elektron-Neutrino war eine Mischung aus Neutrino-1, Neutrino-2 und Neutrino-3, die sich jeweils mit einer etwas anderen Geschwindigkeit fortbewegten! Wäre uns das aufgefallen? Wir kennen die Massen der Neutrinos nicht genau, nehmen aber an, dass Neutrino-2 eine Massenenergie von 0,01 eV (Elektronenvolt; Definition siehe diesen Artikel) und Neutrino-1 eine Massenenergie von 0,001 eV hat . Dann ihre beiden Geschwindigkeiten, wobei wir uns daran erinnern, dass sie die gleiche Energie haben,
v1 – v2= c [ (m22 – m12) c4/ 2 E2 + … ] = 0,00000000000000000005 c
(Alle Gleichungen sind auf ein Prozent oder besser genau und präzise.) Diese Geschwindigkeitsdifferenz würde bedeuten, dass der Neutrino-2-Teil und der Neutrino-1-Teil des ursprünglichen Elektron-Neutrinos beide innerhalb einer Millisekunde voneinander auf der Erde ankommen würden – eine nicht nachweisbare Unterschied aus einer Vielzahl von technischen Gründen. (Denken Sie daran, dass OPERA einen Unterschied der Neutrinogeschwindigkeit von der Lichtgeschwindigkeit von einem Teil in 100.000 behauptet, ein viel, viel größerer Effekt, obwohl die Messung Neutrinos mit einer Energie umfasst, die einige hundert Mal größer ist als die der Supernova.)
Und zur Überlagerung hier:
Die Neutrino-Oszillation entsteht aus einer Mischung zwischen den Flavour- und Masse-Eigenzuständen von Neutrinos. Das heißt, die drei Neutrino-Zustände, die mit den geladenen Leptonen in schwacher Wechselwirkung wechselwirken, sind jeweils eine andere Überlagerung der drei Neutrino-Zustände bestimmter Masse. Neutrinos entstehen in schwachen Prozessen in ihren Flavor-Eigenzuständen[Anm. 1]. Wenn sich ein Neutrino durch den Weltraum ausbreitet, schreiten die quantenmechanischen Phasen der drei Massenzustände aufgrund der geringfügigen Unterschiede in den Neutrinomassen mit leicht unterschiedlichen Geschwindigkeiten fort. Dies führt zu einer sich ändernden Mischung von Massenzuständen, während sich das Neutrino bewegt, aber eine andere Mischung von Massenzuständen entspricht einer anderen Mischung von Flavour-Zuständen. Ein Neutrino, das, sagen wir, als Elektron-Neutrino geboren wird, ist also eine Mischung aus Elektron-, Mu- und Tau-Neutrino, nachdem es eine gewisse Strecke zurückgelegt hat. Da die quantenmechanische Phase periodisch vorrückt, kehrt der Zustand nach einiger Entfernung fast zur ursprünglichen Mischung zurück, und das Neutrino wird wieder hauptsächlich Elektron-Neutrino sein. Der Elektron-Flavour-Anteil des Neutrinos schwingt dann weiter, solange der quantenmechanische Zustand kohärent bleibt. Da die Massenunterschiede zwischen Neutrino-Flavours im Vergleich zur großen Kohärenzlänge für Neutrino-Oszillationen klein sind, wird dieser mikroskopische Quanteneffekt über makroskopische Entfernungen beobachtbar.
Was ich jetzt nicht verstehe ist,
ist es, dass physikalisch (klassisch) drei räumlich getrennte Neutrinos im Flug sind und sie zusammen ankommen (nur durch Millisekunden getrennt), können wir sie einfach nicht unterschiedlich beobachten, wenn sie ankommen
Oder befinden sie sich in einer Überlagerung (gemäß QM), so dass sie räumlich eine gemeinsame Wellenfunktion haben, und am Beobachtungspunkt kollabiert die Wellenfunktion und die Neutrinomasse und der Flavor-Typ werden bekannt sein (derjenige, der dominiert). von den dreien vielleicht)?
Basierend auf den beiden Artikeln ist es nicht definiert, weil einer davon sagt, dass verschiedene Massentypen von Neutrinos mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten im Flug sind und sie innerhalb einer Millisekunde ankommen und unser Apparat sie nicht unterscheiden kann, dann sagt der andere Artikel dass in einer Superposition von Eigenzuständen ein einziges Neutrino mit einer einzigen Geschwindigkeit im Flug ist. Ich gehe davon aus, dass diese Eigenzustände keine unterschiedlichen Geschwindigkeiten haben können. Oder kann eine Überlagerung eines Teilchens auch bedeuten, dass Geschwindigkeit und Ortskoordinaten, Energie und Masse für die verschiedenen Eigenzustände gleichzeitig unterschiedlich sind? In diesem Fall würden sich die verschiedenen Eigenzustände nicht nur durch eine Eigenschaft (Masse/Geschmack), sondern auch durch Geschwindigkeit und Ortskoordinate unterscheiden.
Frage:
Ich habe in einem früheren Beitrag ein paar Worte über zeitliche Auflösungsgrenzen bei der Neutrino-Detektion geschrieben , aber im Fall von Supernova-Neutrinos ist das Problem kein technisches am Ende der Detektion, es hat mit der Erzeugung der Neutrinos am Anfang zu tun Ort.
Das Problem beim Timing von Supernova-Neutrinos besteht darin, dass die Neutrinos durch den Prozess erzeugt werden
Obwohl Sie also die Endzeiten für das Rennen mit ausreichender Genauigkeit kennen, kennen Sie die relative Startzeit nicht gut genug , um irgendwelche Schlussfolgerungen zu ziehen.
Die Neutrinos beginnen nicht als „Elektroninos“ (definiert als Isospin-Partner des Elektrons), was eine kohärente Überlagerung von Masse-Eigenzuständen ist. Wenn die durch Beta-Zerfälle freigesetzten Neutrinos alle genau die gleiche Geschwindigkeit hätten, dann würden sich die Phasen der Masseneigenzustände auf vorhersagbare Weise ändern und die Teilchen würden in einer anderen, aber immer noch kohärenten Überlagerung ankommen. Da ihre Geschwindigkeit jedoch variiert, kommen sie tatsächlich als nicht kohärente Mischung an. Es wäre schwierig, den Unterschied experimentell zu bestimmen, selbst wenn Sie energiearme Muinos und Tauinos durch schwarze Magie entdecken könnten.
Arpad Szendrei
Bert Barrois
Bert Barrois