Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Elastic neutrino-nucleus scattering
Observation of coherent elastic neutrino-nucleus scattering (http://science.sciencemag.org/content/357/6356/1123)
Auf arXiv gibt es zwei Publikationen dauzu:
1. Preprint selbst: https://arxiv.org/abs/1708.01294
2. Eine Diskussion dazu, wer möchte: https://arxiv.org/abs/1801.05546
Dieses Effekt wurde vor 43 Jahren vorhergesagt. Was mich an diesem Experiment/Effekt etwas erstaunt, wie soll ich es sagen - dass die QM-Effekte erlauben Dinger zu sehen, bei denen das "klassische Denken" eher das gegenteilige zu erreichen versuchen würde.
Ich meine - will man etwas im kleinsten sehen, wird in der Regel versucht höhere Energien zu erreichen. Hier ist es genau umgekehrt. Damit es überhaupt funktioniert, müssen Neutrinos ziemlich langsam sein. Andernfalls streuen sie nicht am gesamten Atomkern, sondern an seinen Teilen. :cool:
Wahnsinn, was man heutzutage mit Statistik alles erreichen kann. Higgs-Boson, Gravitationswellen, das hier, sonst was ... Langsam könnte ich anfangan zu glauben, dass auch die DM bald nachgewiesen wird.
Grüße.
Observation of coherent elastic neutrino-nucleus scattering (http://science.sciencemag.org/content/357/6356/1123)
Auf arXiv gibt es zwei Publikationen dauzu:
1. Preprint selbst: https://arxiv.org/abs/1708.01294
2. Eine Diskussion dazu, wer möchte: https://arxiv.org/abs/1801.05546
Dieses Effekt wurde vor 43 Jahren vorhergesagt. Was mich an diesem Experiment/Effekt etwas erstaunt, wie soll ich es sagen - dass die QM-Effekte erlauben Dinger zu sehen, bei denen das "klassische Denken" eher das gegenteilige zu erreichen versuchen würde.
Ich meine - will man etwas im kleinsten sehen, wird in der Regel versucht höhere Energien zu erreichen. Hier ist es genau umgekehrt. Damit es überhaupt funktioniert, müssen Neutrinos ziemlich langsam sein.
"Langsam" würde ich nicht sagen, eher "niederenergetisch". Sie sollten Energien im Bereich <~ 50 MeV aufweisen. Bei einer Ruhemasse der Größenordnung eV haben sie damit praktisch Lichtgeschwindigkeit, auch in diesen Energie-Regionen.
Andernfalls streuen sie nicht am gesamten Atomkern, sondern an seinen Teilen. :cool:
Genau, je höher die ausgetauschte Energie, desto höher das Auflösungsvermögen und man "sieht" dann seine "Partonen" (Quarks) statt den Nukleus insgesamt.
Wahnsinn, was man heutzutage mit Statistik alles erreichen kann. Higgs-Boson, Gravitationswellen, das hier, sonst was ... Langsam könnte ich anfangan zu glauben, dass auch die DM bald nachgewiesen wird.
Grüße.
Stimmt, ein "Wunder", dass man Neutrinostrahlen hat, die für eine Statistik ausreichen. So eine Experiment hatte man lange Zeit wohl eher für Science Fiction gehalten.:)
The existence of CEvNS was first proposed 43 years ago [3], and its detection was called an “act of hubris” due to “grave experimental difficulties.”
http://science.sciencemag.org/content/357/6356/1123
The discovery places tighter bounds on exotic, beyond-the-standard-model interactions involving neutrinos.
Wie versteht Ihr das? Das klingt für mich etwas beliebig oder hat man da
bestimmte theoretische Vorstellungen im Fokus?
Wie versteht Ihr das? Das klingt für mich etwas beliebig oder hat man da
bestimmte theoretische Vorstellungen im Fokus?
Ich denke, es ist auch "beliebig". Ich denke, es gibt einige Modelle jenseits des SM, die sich so wenig davon unterscheiden, dass es bislang nicht aufgefallen ist (sein soll). Aber irgendwann muss es ja auffallen. Und jedes Experiment, das das SM im neuen Bereich bestätigt, macht die anderen Modelle, die da etwas anderes vorausgesagt haben, überflüssig.
Es ist also wohl an Authoren solcher Modelle gerichtet, von denen wir, einfache sterbliche, noch nie etwas gehört haben. :)
imho
"Langsam" würde ich nicht sagen, eher "niederenergetisch". Sie sollten Energien im Bereich <~ 50 MeV aufweisen. Bei einer Ruhemasse der Größenordnung eV haben sie damit praktisch Lichtgeschwindigkeit, auch in diesen Energie-Regionen.
Ja, ok - relativ langsam. Im Vergleich zu GeV-Neutrinos. Wobei, wenn ich mir das erste Bild hier ansehe:
http://inspirehep.net/record/944151/plots
, dann muss ich sagen, dass die MeV-Neutrinos gar nicht so selten sind.
Hmm.. wie könnte man die kosmologischen Neutrinos erfassen?
Noch kurz zu Einschränkungen. In der Publikation (preprint auf arXiv) gibt es Fig. 4 mit einem Kommentar, das das Thema betrifft.
Ja, ok - relativ langsam. Im Vergleich zu GeV-Neutrinos. Wobei, wenn ich mir das erste Bild hier ansehe:
Nein, auch nicht "relativ langsam". Solange die Bewegungsenergie um Größenordnungen größer als die Ruhemasse ist (so wie hier), bewegen sich die Neutrinos praktisch mit c.
Die relativistische Energie-Impuls-Beziehung ist ja
E^2 = m^2 * c^4 + c^2 * p^2
mit p = gamma * m * v (gamma wie üblich 1/sqrt(1-v^2/c^2)
und führt auf
v^2 = [1 - (mc^2/E)^2] * c^2
der 2. Ausdruck in der eckigen Klammer ist praktisch gleich 0 für kinetische Energien, die um Größenordnungen größer als die Ruhemasse sind.
Ein Beispiel: Ruhemasse des Neutrinos ist wohl in der Gegend eV oder weniger, sagen wir mal 1 eV.
Für GeV-Neutrinos ergeben sich somit Geschwindigkeits-Quadrate
c^2 * (1 - 10^-18) = c^2 * 0.999999999999999999
Für die "viel langsameren" Neutrinos im MeV Bereich "nur"
c^2 * (1 - 10^-12) = c^2 * 0.999999999999
das ist ein kaum messbarer Unterschied.
Uli, das ist mir schon klar, dass die uns im Moment zugängliche Neutrinos nicht wirklich langsam sind.
Für GeV-Neutrinos ergeben sich somit Geschwindigkeits-Quadrate
c^2 * (1 - 10^-18) = c^2 * 0.999999999999999999
Für die "viel langsameren" Neutrinos im MeV Bereich "nur"
c^2 * (1 - 10^-12) = c^2 * 0.999999999999
das ist ein kaum messbarer Unterschied.
Die Rechnung können wir fortsetzen und auch die keV Neutrinos berechnen.
c^2 * (1 - 10^-6) = c^2 * 0,999999
Das sieht auch nicht viel anders aus ... relativ zu uns.
Bei der geringen Masse wird es ganz prompt schnell. (Sorry für die Tautologie.)
Dabei fällt mir gerade auf - wie kommt es zu den Neutrinos mit Energie < 1 eV (in der Größenordnung, meine ich), wenn deren E0=2,2 eV ist?
Etwas verstehe ich da wohl noch nicht. Komme heute aber nicht mehr drauf.
Gutes Nächtle!
Dabei fällt mir gerade auf - wie kommt es zu den Neutrinos mit Energie < 1 eV (in der Größenordnung, meine ich), wenn deren E0=2,2 eV ist?
M.W. weiss man das alles gar nicht so genau.
Wenn ich mich recht entsinne, gibt Particle Data Group im Abschnitt "Lepton Properties" immer noch lediglich eine obere Schranke für die Neutrinomassen an:
m < 2 eV aus Tritiumzerfall (möglicherweise stimmt die Zahl nicht ganz genau so, mein schwaches Gedächtnis).
Die Schlussfolgerung, dass Neutrinos massiv sein müssen aufrund der Beobachtung von Neutrino-Oszillationen ist doch etwas indirekt und gefolgerte Zahlenwerte sind manchmal auch modellabhängig (Majorana- oder Dirac-Neutrinos etc). Wenn ich mich recht entsinne, ist die Frequenz der Neutrino-Oszillationen zwischen 2 Flavors abhängig von der Massendifferenz der Neutrinos dieser Flavors. Boebachtet man Oszillationen, dann folgt also unmittelbar, dass nicht alle 3 Neutrinos masselos sein können.
Meist wird vermutet, dass die Ruhemassen im Bereich 0.1 ... 1.0 eV sein könnten.
Bin grad leider zu faul, zu referenzierende Artikel zu suchen ... kam alles aus dem leider sehr schwachen Gedächtnis ... also Vorsicht!
Gruß,
Uli
Meist wird vermutet, dass die Ruhemassen im Bereich 0.1 ... 1.0 eV sein könnten.
Das hilft aber auch nicht wirklich. Die Gesamtenergie kann dann ja nicht kleiner als Ruheenergie sein. In diesem Fall E0>=0.1 eV.
Das einzige*, was imho sein kann, dass in der Grafik konkret und ausschließlich die kinetische Energie gemeint ist. Dann haben wir für die Geschwindigkeit (mit c=1)
v=Ek/sqrt(m^2+Ek^2)
und für Ek=1 meV = 10^-3 eV und m = 2.2 eV
v = 0.0455 c.
* Aber - mir kommt es spanisch vor, dass an der Stelle nur die kinetische Energie von Interesse sein sollte. :confused:
Das hilft aber auch nicht wirklich. Die Gesamtenergie kann dann ja nicht kleiner als Ruheenergie sein. In diesem Fall E0>=0.1 eV.
Das einzige*, was imho sein kann, dass in der Grafik konkret und ausschließlich die kinetische Energie gemeint ist. Dann haben wir für die Geschwindigkeit (mit c=1)
v=Ek/sqrt(m^2+Ek^2)
und für Ek=1 meV = 10^-3 eV und m = 2.2 eV
v = 0.0455 c.
* Aber - mir kommt es spanisch vor, dass an der Stelle nur die kinetische Energie von Interesse sein sollte. :confused:
Siehe Seite 17 in ihrem Papier https://arxiv.org/pdf/1111.0507.pdf
Da wird der Status aus den beobachteten Neutrinooszillationen abgeleiteten Massendifferenzen diskutiert: man kennt nur grob die Massendifferenzen zwischen den 3 Massen-Eigenzuständen:
(delta m31)^2 = 2.4 * 10^-3 eV^2
(delta m21)^2 = 7.65 * 10^-5 eV^2
delta m32 ~= delta m31
Ich denke, sie machen keine Annahmen über die Massen der 3 Eigenzustände; es ist ja derzeit auch gar nicht ausgeschlossen dass m1 = 0 ist. Vermutlich gehen sie bei Erzeugung der Plots von masselosen Neutrinos aus.
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Edit: das ist wohl wirklich so; andere tun das auch, wenn sie kosmologische Neutrinos diskutieren, z.B. "Are cosmological neutrinos free–streaming?"
https://arxiv.org/pdf/0806.1735.pdf
The usual cosmological limits on the sum of neutrino masses imply that any single mass eigenstate should obey m < ∼ 0.2–0.3 eV so that all neutrinos would be relativistic around the recombination epoch. Treating them as massless is therefore a reasonable approximation for the simple problem addressed here.
Ok! Ja, das letzte Zitat hat Klick gemacht. Ich bin aber auch etws desslig. Da möchte ich eine Art Tabelle für das Neutrino-Specktrum googeln und berücksichtige dabei gar nicht, dass es so etwas noch gar nicht geben kann. Nicht in Gänze, jedenfalls.
Danke, Uli!
Ok! Ja, das letzte Zitat hat Klick gemacht. Ich bin aber auch etws desslig. Da möchte ich eine Art Tabelle für das Neutrino-Specktrum googeln und berücksichtige dabei gar nicht, dass es so etwas noch gar nicht geben kann. Nicht in Gänze, jedenfalls.
Danke, Uli!
Das heisst aber dann auch, dass deren Plots für niedrige Neutrino-Energien nicht so zuverlässig sind, denn da gilt die hochrelativistische Näherung (m=0) eigentlich nicht mehr.
Ich denke, es ist auch "beliebig".
Wer's genauer wissen will, findet in der Hauptarbeit https://arxiv.org/abs/1708.01294 die Literaturreferenzen 9, 10 und 11, allesamt in Phys.Rev.D ab 2007 veröffentlicht.
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