Definición de la energía total en la interacción débil que involucra a un neutrino

Esta pregunta fue inspirada por la breve introducción a las oscilaciones de neutrinos dada en un curso de Física de Partículas que tomé recientemente y me ha estado molestando por un tiempo. Espero encontrar alguna aclaración aquí.

Hasta donde sabemos, los estados propios de masa (energía) para neutrinos son distintos de los estados propios de sabor , en el sentido de que los estados en una representación son siempre una superposición de al menos dos estados en la representación alternativa. Esto significa que cuando hablamos de, digamos, un neutrino electrónico, la energía de la partícula no está bien definida. Ahora, los neutrinos solo interactúan a través de una fuerza débil . Supongo que para que el vértice asociado tenga sentido (por ejemplo, en una representación del Diagrama de Feynman), el neutrino entrante debe existir en un estado propio de sabor bien definido. Sin embargo, esto implicaría que su energía NO está bien definida. Si lo anterior es correcto, ¿significa que ya no podemos definir una energía total para la interacción?

Se puede hacer una pregunta similar para los quarks, pero el hecho de que los neutrinos solo interactúen débilmente lo aclara en mi opinión.

Existe esta respuesta de dmckee physics.stackexchange.com/questions/21351/… que puede ayudar.

Respuestas (1)

Esto podría ser para que K McDonald, 2016 responda correctamente, equilibrando exuberantes ángeles nerviosos en la cabeza de un alfiler. Dejaré que recuerde los 11 órdenes de magnitud de irrelevancia de su pregunta, que debo suponer que su instructor sobre oscilaciones de neutrinos le enfatizó antes de pasar a fenómenos recónditos y más sutiles.

Un paquete de ondas de estados propios de masa de neutrinos que se mueven en forma simultánea golpea su detector a E ~ 5MeV; tomemos solo dos especies, con masas m y m' , y energías E y E' , mezclándose al máximo, y tomemos un impulso común p para simplificar. Su paquete de ondas mínimo no normalizado es solo

mi i pag X i mi t + mi i pag X i mi t = mi i pag ( X t ) ( mi i t metro 2 2 pag + mi i t metro 2 2 pag ) ,
donde nos hemos expandido mi pag + metro 2 / 2 pag para neutrinos relativistas.

Entonces, sí, hay una "bajada" de Δ mi ( metro 2 metro 2 ) / 2 mi   en el paquete de ondas, de orden 10 4 10 7 eV, para típico Δ metro 2 10 4 eV 2 . Por lo tanto, la dispersión de energía del paquete es 10 11 eV.

Esto es lo que desea sondear multiplicándolo por Ls de cientos y cientos de kilómetros y monitoreando los cambios en la envolvente del coseno del paquete de ondas; estas enormes distancias están ahí por una razón; entonces, ipso facto, no es nada que puedas resolver en centímetros o metros, no, 10s de metros en tu detector, si imaginas que lo capturarías significativamente, de alguna manera.

Recuerda que los términos prefabricados como "neutrino electrónico" son simplemente términos de conveniencia: puede escribir sus vértices fundamentales sin siquiera nombrar o conocer un neutrino electrónico. Claro, adelante, calcule "correctamente" tres vértices separados en 3 diagramas de Feynman separados con 3 estados propios de masa y energías de neutrinos diferentes, y dóblelos en los coeficientes de la matriz PMNS, y súmelos, intégrelos en rangos adecuados, etc... pero ¿ Por qué ? Parte de lo que presumiblemente aprendiste en tu curso es elegir sabiamente tus batallas y simplemente hacer el cálculo más simple posible, pero no más simple. Es por eso que la mayoría/todas las personas optan por la conveniencia anterior. ¿Por qué te preocupas por 10 11 eVs?

Sin embargo, el artículo de Kirk mencionado le brinda una magnífica bibliografía de artículos que se atrevieron a alborotar...