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JoAx 06.03.18 18:39

Elastic neutrino-nucleus scattering
 
Observation of coherent elastic neutrino-nucleus scattering

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.

Hawkwind 07.03.18 09:43

AW: Elastic neutrino-nucleus scattering
 
Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 87098)
Observation of coherent elastic neutrino-nucleus scattering

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.

Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 87098)
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.

Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 87098)
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.:)

Zitat:

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.”

Timm 07.03.18 10:44

AW: Elastic neutrino-nucleus scattering
 
http://science.sciencemag.org/content/357/6356/1123
Zitat:

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?

JoAx 07.03.18 11:52

AW: Elastic neutrino-nucleus scattering
 
Zitat:

Zitat von Timm (Beitrag 87102)
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

JoAx 07.03.18 12:11

AW: Elastic neutrino-nucleus scattering
 
Zitat:

Zitat von Hawkwind (Beitrag 87100)
"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?

JoAx 07.03.18 18:39

AW: Elastic neutrino-nucleus scattering
 
Noch kurz zu Einschränkungen. In der Publikation (preprint auf arXiv) gibt es Fig. 4 mit einem Kommentar, das das Thema betrifft.

Hawkwind 07.03.18 19:21

AW: Elastic neutrino-nucleus scattering
 
Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 87104)
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.

JoAx 07.03.18 22:41

AW: Elastic neutrino-nucleus scattering
 
Uli, das ist mir schon klar, dass die uns im Moment zugängliche Neutrinos nicht wirklich langsam sind.

Zitat:

Zitat von Hawkwind (Beitrag 87106)
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!

Hawkwind 08.03.18 12:56

AW: Elastic neutrino-nucleus scattering
 
Zitat:

Zitat von JoAx (Beitrag 87108)
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

JoAx 08.03.18 13:57

AW: Elastic neutrino-nucleus scattering
 
Zitat:

Zitat von Hawkwind (Beitrag 87110)
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:


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