Efectos de la materia que contribuyen a las oscilaciones de neutrinos solares, atmosféricos y de reactores

Las oscilaciones de neutrinos se ven afectadas por los efectos de la materia. Para los neutrinos solares, que son exclusivamente neutrinos de v mi tipo, los efectos de la materia pueden ser contribuidos por (i) el plasma solar, (ii) la atmósfera y, por último, (iii) el núcleo de la tierra antes de que sean detectados por detectores de neutrinos subterráneos. ¿Cuál de estas fuentes de efecto de materia contribuye más y por qué? ¿Qué pasa con los neutrinos atmosféricos y del reactor?

(3) Depende del ángulo de medición. Por lo tanto, incluya capas de tierra y edite en consecuencia. Creo que la respuesta es (1) el plasma solar, porque tiene una alta densidad, 150 g/cm3 (150 veces la densidad del agua líquida) en el centro, y una temperatura de 15 millones de kelvins (15 millones de grados Celsius, 27 millones de grados Fahrenheit) y porque las oscilaciones de neutrinos dependen de la densidad. También a modo de comparación, el núcleo interno de la tierra tiene una densidad de 12,8 g/cm3.

Respuestas (1)

La respuesta corta: ¡definitivamente el Sol!

La razón por la que es posible que no haya encontrado un "el sol es más importante" definitivo en su búsqueda es que los efectos del interior de la Tierra son tan insignificantes en comparación con el interior del Sol que la mayoría de los autores ni siquiera se molestarían en señalarlo. De hecho, los efectos del interior de la Tierra son tan pequeños que hasta hace unos años era difícil incluso detectarlos. Mientras que los efectos del interior del Sol se miden y conocen al menos desde los años 80 , posiblemente antes.

Para ampliar esto un poco, la razón por la cual las oscilaciones de neutrinos se ven afectadas por la materia se debe a la dispersión de neutrinos a través de interacciones electrónicas. Vea este documento (que, por cierto, también contiene muchos cálculos para la oscilación tanto en el interior del Sol como en el interior de la Tierra). Por lo tanto, dependen casi por completo de la densidad de electrones, y la densidad de electrones del interior del Sol es aproximadamente 10 veces mayor que la del interior de la Tierra, además, el Sol tiene un diámetro de aproximadamente 2 órdenes de magnitud más grande que la Tierra.

La fuerza de los efectos de la materia también depende de la energía de los neutrinos; los neutrinos de mayor energía se ven más afectados. El efecto se caracterizó por primera vez en neutrinos de 8 - 18 MeV; los neutrinos por debajo de 2 MeV no parecen verse afectados, consulte este artículo .

Dicho todo esto, no tenemos un haz ideal de neutrinos solares "sin materia" con el que comparar, por lo que todos estos resultados se basan en cálculos de modelos.

En cuanto a los neutrinos atmosféricos, se aplica el mismo tipo de razonamiento: el interior de la Tierra causaría efectos de oscilación mucho mayores que la atmósfera, suponiendo que los neutrinos atraviesen una porción significativa de la Tierra.