Обсуждение:Нейтринные осцилляции

Нейтринные осцилляции и закон сохранения энергии

Здесь находятся завершившиеся обсуждения. Просьба не вносить изменений.

Поскольку величина внутренней энергии электронного нейтрино, мюонного нейтрино и первого возбужденного состояния мюонного нейтрино (исторически называемого тау-нейтрино) разная для каждой частицы то их взаимные превращения будут противоречить закону сохранения энергии. 217.21.43.222 08:44, 17 января 2013 (UTC)

С чего бы? Просто состояние с определённым импульсом и энергией будет осциллирующей смесью состояний различных ароматов. --Melirius 09:05, 17 января 2013 (UTC)

Если бы оно что-то нарушило никто бы не рассматривал эту модель осцилляций Neutrino Oscillations and Energy-Momentum Conservation. Alexander Mayorov 09:50, 17 января 2013 (UTC)

Реакции элементарных частиц подчиняются не нашим желаниям, а законам природы. У электронного и мюонного нейтрино разные квантовые числа (как и у электрона и мюона) - значит, у них будет разная величина массы покоя. Отсюда следует, что самопроизвольный переход в вакууме одного нейтрино в другое будет противоречить закону сохранения энергии. Переходы между различными нейтрино возможны во время их реакций столкновения, при наличии достаточной кинетической энергии - например, на солнце. Можно выдумать любую смесь любых ароматов, но причем здесь природа и физика. 217.21.43.222 06:11, 18 января 2013 (UTC)

Ознакомьтесь немного с квантовой механикой, чтобы с Вами можно было вести осмысленный диалог. В частности, ознакомьтесь с историей и содержанием такого понятия, как матрицы смешивания. --Melirius 07:21, 18 января 2013 (UTC)

Не стоит на меня обижаться, я никогда не стану сторонником квантовой теории, а что касается моего отношения к квантовой механике, я воспринимаю как реальность то, что только часть квантовой механики работает в микромире. Относительно PMNS-матрицы хочу сказать что промахнулись с размерностью: число лептонных подгрупп равно двум и следовательно число типов нейтрино тоже равно двум. Есть еще два возбужденных состояния со спином 1/2: одно для мюонного нейтрино (получившее историческое название тау-нейтрино) и второе для электрона (еще не открыли). Кроме того есть еще по два возбужденных состояния со спином 3/2, 5/2, ... . Но стандартная модель не "любит" искать то, что в нее не вписывается. С уважением 217.21.43.222 07:39, 24 января 2013 (UTC)

Да-а, с таким дремучим невежеством в экспериментальной физике высоких энергий я давно не сталкивался. Изучите хотя бы обзоры PDG, а потом разбрасывайтесь такими перлами, как «Но стандартная модель не "любит" искать то, что в нее не вписывается.» --Melirius 08:16, 24 января 2013 (UTC)

Спасибо за ценные замечания, посмотрим, что Вы будете думать лет через 10-20, когда в физике наберут силу изменения, и от любимой Стандартной модели останется светлая память. А на счет обзоров, пожалуйста, не ленитесь давать ссылки - так Вы можете сделать доброе дело и не только мне одному (я пришел из другой области физики и вынужден делать то, чего не сделали другие). 217.21.43.222 11:24, 24 января 2013 (UTC)

Тут, особенно раздел Hypothetical Particles and Concepts. Вполне возможно, что через 20 лет Стандартную модель заменит другая — ей самой где-то лет 30—40 сейчас. Вопрос в том, что вряд ли это будет модель с двумя нейтрино и возбуждёнными состояниями. За детектирование чего-то вне СМ явно дадут Нобеля. А то, что её расширяют теоретически во все стороны все, кому не лень — это секрет полишинеля. --Melirius 11:34, 24 января 2013 (UTC)

Большое спасибо, придется опять заняться переводами и снова догонять упущенное. Хочется дожить до времени, когда наши технические средства смогут исследовать векторные мезоны, со спином 2, 3, ... и барионы со спином 3/2, 5/2, ... . Но, наверное, это увидите Вы. 217.21.43.222 13:25, 24 января 2013 (UTC)

«Реакции элементарных частиц подчиняются не нашим желаниям, а законам природы» полностью согласен, поэтому не указывайте природе как должен выполняться закон сохранения энергии. Это безпредметная дискуссия, без ВП:АИ с вашей стороны на нарушение каких-либо законов. Alexander Mayorov 10:04, 18 января 2013 (UTC)

Величина полной энергии сосредоточенной в электромагнитных полях электронного нейтрино отличается от величины полной энергии сосредоточенной в электромагнитных полях мюонного нейтрино, аналогичное мы наблюдаем у электрона и мюона. При превращении электронного нейтрино в мюонное нейтрино требуется дополнительная энергия равная разности полных энергий обоих частиц. Обратный процесс - распад мюонного нейтрино в электронное нейтрино возможен, но на выходе получится два электронных нейтрино и одно электронное антинейтрино - еще больше чем было изначально частиц.

Массу покоя мюонного нейтрино пока еще никто не измерил и не доказал, что она равна массе покоя электронного нейтрино, которую тоже пока еще точно не измерили. А при наличии разницы их полных внутренних энергий (а значит и масс покоя) возможны переходы только в одну сторону: от большей внутренней энергии к меньшей. Для обратного перехода понадобится столкновение пары частиц и наличие достаточной кинетической энергии. Что возможно на солнце, но никак не во время их параллельного движения к Земле с около световой скоростью. 217.21.43.222 12:41, 18 января 2013 (UTC)

Буду признателен, если подскажите где можно посмотреть результаты с экспериментом по прохождению мюонных нейтрино через 250 км земного вещества. Это важно для физики, поскольку позвонит оценить предельную величину среднего времени жизни мюонного нейтрино. 217.21.43.222 11:51, 23 января 2013 (UTC)

• Вам именно 250 км надо или 730 тоже подойдёт? Если подойдёт, то см. [1], [2], а вообще поиском по CNGS, T2K, MINOS (long base-line neutrino oscillation experiments). Ограничения на время жизни нейтрино см. [3]. --V1adis1av 14:28, 23 января 2013 (UTC)

Большое спасибо за ссылки. Важно иметь статистику на различных расстояниях, начиная от километра. Пропадание мюонных нейтрино из параллельного пучка может говорить об их распаде на более легкие электронные нейтрино, о рассеянии нейтрино при прохождении через вещество, либо о значительной потери энергии нейтрино при прохождении через вещество Земли (в результате которого нейтрино стало невидимым для детекторов). Возможно, имеют место все эти процессы. Чтобы разобраться во всем этом, желательно иметь как можно больше экспериментальных данных. 217.21.43.222 07:04, 24 января 2013 (UTC)

Нет, Вы ошибаетесь, все эти процессы экспериментально исключены. Например, распад мюонных на электронные нейтрино приводил бы к обнаружению последних в пучке (тогда как экспериментально на таких расстояниях и энергиях обнаруживается возникновение тау-нейтрино из мюонных, за счёт осцилляций, а появление электронных нейтрино подавлено малостью угла смешивания тета13), рассеяние и «потеря энергии» — это фактически один и тот же процесс, который легко вычисляется по известному из экспериментов сечению рассеяния мюонных нейтрино на ядрах и электронах. В архиве препринтов доступно множество обзоров на эти темы, которые неплохо бы сначала почитать, чтобы не загромождать обсуждение статьи спекулятивными рассуждениями. --V1adis1av 01:13, 25 января 2013 (UTC)

К сожалению, не все так ясно и просто:

* "распад мюонных на электронные нейтрино приводил бы к обнаружению последних в пучке" - через нашу планету проходит гигантский поток солнечных нейтрино, как отличить нейтрино пучка от фона из солнечных нейтрино,

** "на таких расстояниях и энергиях обнаруживается возникновение тау-нейтрино из мюонных" - как выяснили, что это именно тау-нейтрино, а не электронное,

*** "рассеяние и «потеря энергии» — это фактически один и тот же процесс" - с точки зрения механики, но здесь работает не механика, а классическая электродинамика, и из уравнений Максвелла не следует невозможность потери энергии без рассеяния.

А вообще мне кажется, что Вы не допускаете возможность прохождения одних элементарных частиц через другие - но с нейтрино именно так и происходит. 217.21.43.222 11:18, 28 января 2013 (UTC)

• Да нет, всё ясно и просто. 1. Энергии солнечных нейтрино (МэВы) на три порядка меньше энергии нейтрино из пучка (ГэВы); разница такая же, как между брошенным мячиком и ядром, выпущенным из пушки, — они производят несколько разные последствия в мишени. 2. По возникающему при взаимодействии тау-лептону, гуглить эксперимент OPERA. 3. Классическая электродинамика тут вообще не работает, но невозможность потери энергии частицей без рассеяния вытекает просто из закона сохранения энергии. 4. Прохождение одних элементарных частиц сквозь другие — грубо говоря, они просто точечные на современном уровне эксперимента, они всегда проходят «мимо», а не «сквозь» (если не считать адроны, т.к. они не элементарные, а составные частицы). Я ведь не зря отсылаю вас к литературе, достаточно почитать даже популярные работы, и многие наивные вопросы сами собой прояснятся, а чтобы добраться до того, что действительно пока непонятно, пожалуй, надо поучиться лет пять. А на вашем теперешнем уровне понимания обсуждать рассеяние нейтрино — только тратить время, всё равно что обсуждать вопросы родовспоможения с собеседником, полагающим, что детей приносит аист. --V1adis1av 10:12, 30 января 2013 (UTC)

1. Плотность потока солнечных нейтрино на Земле 0.6×10¹¹ нейтрино/(см² × с) - т.е. через каждый квадратный сантиметр обращенный к Солнцу ежесекундно проходит 6 ×10¹⁰ солнечных нейтрино. Нетрудно подсчитать, сколько их пройдет через весь нейтринный детектор за время его работы, размеры которого измеряются метрами. Вопрос: как отделить одно электронное нейтрино мюонного распада от более чем 10¹⁶ природных электронных нейтрино? Одними только математическими расчетами – но можно ли после этого доверять таким экспериментальным данным? 2. Насчет эксперимента OPERA. Цитата: «Из шести тысяч попавших на детекторы мюонных нейтрино один превратился в тау-нейтрино». - Вопрос: что мешало мюонному нейтрино, пролетая 730 км от (CERN) до национальной лаборатории Гран-Сассо в Италии, повстречать на пути другое мюонное нейтрино от природных источников и в результате этого столкновения превратиться в тау-нейтрино – ответ: ничего, когда достаточно энергии для этой реакции. Таким образом, эксперимент OPERA не может рассматриваться как доказательство наличия в природе нейтринных осцилляций. 3. Классическая электродинамика работает всюду, где есть электромагнитные поля. Из того, что стандартная модель и некоторые «теории» не замечают эти поля у нейтрино, еще не следует их отсутствие. 4. Рассматривание элементарных частиц как точечные объекты не лишает последние их природных размеров. 5. И вообще: эксперимент OPERA – это не тот ли самый, который «установил» сверхсветовое движение нейтрино и переполошил всю планету. Насколько помнится, ошибки в работе оборудования были выявлены только в 2012 году – тогда чего стоит достоверность экспериментальных данных, накопленных с помощью неисправного оборудования. 178.120.86.151 06:15, 2 февраля 2013 (UTC)

1. В каждый квадратный сантиметр вашей кожи каждую секунду ударяются более 10²⁰ молекул воздуха. С учётом площади кожи (2 кв.м), за год вы отразите, даже не заметив, наскоки 10³¹ молекул, а за время жизни (дай бог вам долгих лет) порядка 10³³. Но выведенный из ускорителя пучок ГэВ-ных альфа-частиц (ядер гелия), в количестве всего лишь 10¹⁰ штук (на 23 порядка меньше), угодив по организму, может радикально ухудшить ваше драгоценное здоровье. Надеюсь, этого примера достаточно, чтобы понять, что такое пороговый детектор и отбор событий по энергии. Все события, что ниже порога срабатывания — просто отбрасываются как шумы элементарными тупыми электронными методами выработки триггера. Математическими расчётами, которым вы не доверяете, приходится пользоваться при любом экспериментальном исследовании, даже взвешивая картошку на рынке (доверять нельзя, это верно — обвесят гады). 2. Мюонные нейтрино имеют примерно такое же сечение рассеяния на электроне и на кварке, как и на другом нейтрино. Однако процессы рассеяния нейтрино на нейтрино никто никогда не наблюдал, просто потому, что концентрация нейтрино всех типов и от всех источников в окружающей среде не больше 10³ в кубическом сантиметре, а концентрация электронов и кварков в плотных веществах — порядка 10²³ на см³. Предложите метод приготовления мишеней, состоящих из нейтрино со сравнимой концентрацией, и поставьте эксперимент, а до тех пор рассуждения о каком бы то ни было заметном взаимодействии нейтринного пучка с фоновыми нейтрино — пустые словеса. 3. Стандартная модель всё это учитывает, только предсказываемые ею электромагнитные моменты нейтрино настолько малы, что никакого вклада в наблюдаемые процессы не дают. Из этого экспериментального факта устанавливаются верхние ограничения на ЭМ моменты нейтрино, однако до теоретически ожидаемых значений ещё 7-8 порядков. Если «классическая электродинамика работает всюду, где есть электромагнитные поля», объясните хотя бы, почему она не работает уже на уровне атома, предсказывая нестабильность электронных орбит и не предсказывая лэмбовский сдвиг. 4. Пока никаких признаков структуры элементарных частиц не наблюдается во всём исследованном диапазоне расстояний вплоть до 10⁻¹⁸ см. 5. Оборудование, ошибка которого выявлена, — вспомогательное, к наблюдению осцилляций никакого отношения не имеет, его можно было вообще выключить и эту побочную работу по измерению скорости нейтрино не проводить. Засим всё, я устал от ликбеза. --V1adis1av 15:28, 2 февраля 2013 (UTC)

1. Интересно, каким образом пороговый детектор измерял энергию нейтрино, если они такие неуловимые. Как и с помощью чего измерялась энергия нейтрино. 2. Кварки в свободном виде не были найдены ни на одном из ускорителей, ни при каких энергиях. А сказочки вроде "конфайнмента" можете оставить себе. Из концентрации нейтрино 10³ в кубическом сантиметре следует, что вероятность их столкновений отлична от нуля, поэтому одно единственное тау-нейтрино может быть продуктом реакции одного из нейтрино пучка с фоновым нейтрино. 3. Может, Вы назовете эксперимент, измеривший магнитный момент электронного нейтрино. Ваши теоретические предположения оставьте себе. 4. Насчет отсутствия признаков структуры у элементарных частиц вплоть до 10⁻¹⁸ см, Вы уж явно загнули - электромагнитные поля разве не являются элементом структуры элементарных частиц. Вы просто не допускаете, что в основе строения элементарных частиц могут лежать электромагнитные поля. 5. Насколько помнится, это вспомогательное оборудование "не имеющего никакое отношение к наблюдению осцилляций" сбивало работу синхронизации, в результате чего учитывались не только реакции мюонных нейтрино пучка, но и другие (например, реакции от фоновых источников) - и все это смешали вместе. 6. И вообще, что запрещает мюонному нейтрино или мюону создать тау-лептон при столкновении с мишенью и наличии достаточной энергии. 178.120.23.9 05:55, 3 февраля 2013 (UTC)

Ваши вопросы проясняют ситуацию: человек, ещё не разобравшийся в таблице умножения (в вашем случае — хотя бы с тем, «каким образом пороговый детектор измерял энергию нейтрино, если они такие неуловимые»), критикует функциональный анализ (с которым «ознакомился» по популярному изложению на словах и пальцах). На эти вопросы легко ответить, но большинство ответов вы, к сожалению, не поймёте без предварительной подготовки, а за обучение студентов физике я получаю достаточно большую зарплату, и заниматься этим на общественных началах в мои планы пока не входит. --V1adis1av 09:38, 3 февраля 2013 (UTC)

Это Ваше право. Но Вашим студентам потом придется немного переучиться, когда от Стандартной модели останется светлая память, а ее заблуждения станут очевидными для Ваших студентов. 178.120.23.9 19:54, 3 февраля 2013 (UTC)

Тема открытая обходящим бессрочную блокировку участником Участник:Владимир Горунович и превратившаяся в форум и трибуну закрыта. В дальнейшем его правки советую сразу откатывать без обсуждения. --El-chupanebrei 18:51, 5 февраля 2013 (UTC)