Ich habe gehört, dass es Beweise dafür gibt, dass sich Neutrinos mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegen, aber wie wird das gemacht? Da Neutrinos kaum mit irgendetwas reagieren und der einzige Beweis für sie indirekt ist (bitte korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege), wie könnten Physiker die Geschwindigkeit von Neutrinos oder anderen Teilchen herausfinden?
Sie messen die Zeit, die benötigt wird, um von einem Ort zum anderen zu gelangen. Genau wie bei einem Auto, nur dass Sie Partikeldetektoren verwenden. (Für geladene Teilchen mit bekannter Masse und Geschwindigkeit von weniger als etwa 99 % der Lichtgeschwindigkeit können Sie auch das Verhältnis zwischen ihrer Energie und ihrem Impuls messen, aber das gilt nicht für Neutrinos.)
Die Lichtgeschwindigkeit beträgt ca (das ist ein Fuß pro Nanosekunde für US-Physiker) und es ist relativ einfach, in kleinen Detektoren eine Zeitgenauigkeit von wenigen Nanosekunden zu erreichen, so dass dies für geladene Teilchen eine tägliche Sache ist und über eine Entfernung von a durchgeführt wird wenige Meter bis einige zehn Meter.
Im Fall von Neutrinos bedeutet der geringe Wirkungsquerschnitt, dass die Detektoren relativ groß sind (Meter im Durchmesser), und wenn Sie also eine hohe Genauigkeit wünschen, müssen Sie eine ziemlich lange Basislinie verwenden (d. h. einige hundert Kilometer).
Ungeachtet des Tamtams vor einigen Jahren bei OPERA (was ausgerechnet auf eine fehlerhafte Kabelverbindung zurückzuführen war) hat sich noch nie eine Neutrino-Geschwindigkeitsmessung wesentlich von der Lichtgeschwindigkeit unterschieden.
Aber das ist zu erwarten, da die von uns gemessenen Neutrinos Energien von einigen MeV und mehr haben, während ihre Masse eher weniger als 1 eV beträgt. Das heißt, der Lorentz-Faktor ist .
mmesser314
mmesser314
Jim