Oscylacje neutrin: Różnice pomiędzy wersjami

Usunięte 218 bajtów ,  14 lat temu
brak opisu edycji
(lit)
Nie podano opisu zmian
'''Oscylacje neutrin''' – [[zjawisko]] zaproponowane, aby wyjaśnić [[Problem neutrin słonecznych|zbyt małą liczbę neutrin]] pochodzących ze [[Słońce|Słońca]] obserwowanych na [[Ziemia|Ziemi]].
 
Liczba neutrin słonecznych obserwowanych w [[detektor]]ach neutrin, takich jak [[Super-Kamiokande]] jest trzy razy mniejsza od oczekiwanej wartości wyliczonej teoretycznie. Aby to wyjaśnić, zaproponowano [[teoria|teorię]], zgodnie z którą każdy typstan zapachowy neutrina przechodzimoże cyklicznieprzejść w pozostałeinny stan na skutek typypropagacji. W ziemskich detektorach rejestrowane są tylko neutrina elektronowe, zatem ich liczba obserwowana na Ziemi będzie rzeczywiście trzy razy mniejsza, gdyż istnieją trzy rodzaje neutrin i statystycznie tylko jedna trzecia z nich będzie neutrinami elektronowymi.
 
Aby takie zjawisko mogło zachodzić, neutrina muszą mieć masę. Ponieważ istnieją trzy ''stany generacyjne''zapachowe neutrin, należy przyjąć, że istnieją także trzy ''stany masowe'', odpowiadające masom neutrin, jednak dopuszcza się czasami istnienie tak zwanych neutrin sterylnych. [[Mechanika kwantowa]] dopuszcza, żeby stany generacyjnezapachowe nie pokrywały się dokładnie ze stanami masowymi. Oznaczmy przez <math>M_e,| M_\mu,nu_\alpha M_\taurangle</math> stany masowezapachowe a przez <math>G_e, G_|\mu,nu_i G_\taurangle</math> stany generacyjnemasowe. Zachodzi wówczas:
 
::<math>G_e| = D^{ee} M_e + D^{e\mu}nu_\alpha M_\mu + D^rangle=U_{e\taualpha i} M_|\taunu_i \,rangle</math>
::<math>G_\mu = D^{\mu e} M_e + D^{\mu \mu} M_\mu + D^{\mu \tau} M_\tau \,</math>
::<math>G_\tau = D^{\tau e} M_e + D^{\tau \mu} M_\mu + D^{\tau \tau} M_\tau \,</math>
 
[[Macierz]] <math>DU</math> jest nazywana ''macierzą mieszania'', gdyż określa ona, jak mocno "zmieszane" są stany neutrin (gdyby była [[macierz jednostkowa|macierzą jednostkową]], stany nie byłyby zmieszane i nie byłoby oscylacji). Biorąc pewien stan generacyjny, np. neutrina elektronowego i przesuwając go w czasie zauważymy, że z biegiem czasu w naszym stanie jest coraz mniej neutrina elektronowego. Wkrótce przekształci się ono w neutrino mionowe, później w taonowe, aż wreszcie wróci do punktu wyjścia. Oczywiście kolejność przemian może być różna. Interpretując fakt oscylacji probablistycznie stwierdzimy, że po pewnym czasie większe jest prawdopodobieństwo, że nasze neutrino jest w rzeczywiśtości neutrinem mionowym a nie elektronowym. Wartości składowych macierzy mieszania nie mają obecnie żadnego wytłumaczenia teoretycznego. Nie znamy nawet jej liczbowej wartości (poza faktem, że nie jest macierzą jednostkową), ponieważ nie potrafimy skutecznie mierzyć ilości neutrin.
Albo w zapisie macierzowym (uwaga na konwencję sumacyjną!):
 
::<math>G_\alpha = D^{\alpha \beta} M_\beta \,</math>
 
[[Macierz]] <math>D</math> jest nazywana ''macierzą mieszania'', gdyż określa ona, jak mocno "zmieszane" są stany neutrin (gdyby była [[macierz jednostkowa|macierzą jednostkową]], stany nie byłyby zmieszane i nie byłoby oscylacji). Biorąc pewien stan generacyjny, np. neutrina elektronowego i przesuwając go w czasie zauważymy, że z biegiem czasu w naszym stanie jest coraz mniej neutrina elektronowego. Wkrótce przekształci się ono w neutrino mionowe, później w taonowe, aż wreszcie wróci do punktu wyjścia. Oczywiście kolejność przemian może być różna. Interpretując fakt oscylacji probablistycznie stwierdzimy, że po pewnym czasie większe jest prawdopodobieństwo, że nasze neutrino jest w rzeczywiśtości neutrinem mionowym a nie elektronowym. Wartości składowych macierzy mieszania nie mają obecnie żadnego wytłumaczenia teoretycznego. Nie znamy nawet jej liczbowej wartości (poza faktem, że nie jest macierzą jednostkową), ponieważ nie potrafimy skutecznie mierzyć ilości neutrin.
 
Macierz <math>D</math> nazywa się nieformalnie macierzą MNS (Makiego–Nakagawy–Sakaty). Jest ona analogiczna do [[macierz CKM|macierzy CKM]] z oddziaływań silnych, a być może nawet jest jej równa.
38

edycji