¿Existe alguna evidencia cosmológica de que los neutrinos viajen a una velocidad distinta de c?

He estado investigando neutrinos. Una cosa que me desconcierta es lo rápido que viajan.

Consulte el artículo de Wikipedia SN1987A donde puede leer esto: "aproximadamente dos o tres horas antes de que la luz visible de SN1987A llegara a la Tierra, se observó un estallido de neutrinos en tres observatorios de neutrinos separados" . Algunos informes describen un estallido inicial de neutrinos que llegó 7,7 horas antes de la luz. Se cree que los neutrinos fueron emitidos antes que la luz debido a la forma en que las estrellas colapsan, donde los fotones tardan más en salir. No tengo mucho problema con eso. Pero lo interesante es que en 168.000 años viajando por el espacio, los fotones no superaron a los neutrinos. Eso me sugiere que los neutrinos no tienen masa, lo que se relaciona con lo que dijo Fermi en la sección VII de su artículo de 1934 .. Trazó tres curvas y notó que la curva μ=0 coincidía con las curvas empíricas. Concluyó que “la masa en reposo del neutrino es cero o, en cualquier caso, muy pequeña en comparación con la masa del electrón” .

La cuestión es que si los neutrinos viajan exactamente a c, no tienen masa en absoluto. Y no puedo encontrar ninguna evidencia de que no lo hagan. Puedo encontrar mucha evidencia de que los electrones viajan a velocidades inferiores a c. Se dice que el neutrino es un fermión como un electrón. Pero no puedo encontrar ninguna evidencia de que los neutrinos viajen a velocidades inferiores a c.

¿Alguien puede darme una referencia a alguna evidencia cosmológica de que los neutrinos viajan a menos de c? ¿O alguna otra evidencia científica sólida? Por evidencia no me refiero a una inferencia como "los neutrinos desaparecen, por lo que deben oscilar, por lo tanto, deben tener masa, por lo tanto, deben viajar a menos de c" . Me refiero a la evidencia.

¿Le gustaría evidencia específicamente relacionada con la astronomía, o sería válido algo basado en otros campos (en cuyo caso, esto podría ser mejor para la Física)?
Por supuesto, no indica que los neutrinos no tengan masa. Indica que existe un límite superior para su masa, un límite superior que no es especialmente interesante en comparación con otras restricciones.
Fermi tenía razón. Las masas de los neutrinos son inferiores a eV más o menos. Como tú sabes.
@ HDE 226868: Estaba pidiendo evidencia cosmológica porque anteriormente hice la pregunta sobre el intercambio de pila de física y solo obtuve una respuesta que decía que no hay evidencia directa. Me refirieron a un duplicado que decía "su pregunta es equivalente a preguntar cuál es la masa absoluta de los neutrinos" . Lo que busco es evidencia de neutrinos que viajan a menos de c. Rob Jeffries dio una respuesta refiriéndose al artículo de Wie pero no recibió mucha atención, ni siquiera de mi parte. Aprendí algo sobre los GRB desde entonces y lo miraré de nuevo.

Respuestas (2)

Un artículo de Wie et al. (2016) utiliza la coincidencia entre los rayos gamma de los estallidos de rayos gamma y los neutrinos individuales de 3-30 TeV para estimar la diferencia en la velocidad de propagación entre los neutrinos y los fotones.

Ellos encuentran

| v − C | C < 2.5 × 10 − 18

Dicen que esto es aproximadamente 7 órdenes de magnitud más preciso que cualquier límite publicado anteriormente. Sin embargo, se basa en la coincidencia genuina entre los GRB y estos eventos de neutrinos individuales, lo que parece cuestionarse o incluso dudarse en algunos casos.

El límite de masa que esto impone a los neutrinos parece ser un problema bastante poco interesante. < 6.8 keV, pero es una medida directa de la velocidad en lugar de una extrapolación de la velocidad de un límite de masa y relatividad especial.

Gracias por este Rob. Recientemente investigué un poco sobre los GRB, por lo que esto es particularmente interesante. Lo siento, no me di cuenta el año pasado.

Puedo encontrar mucha evidencia de que los electrones viajan a velocidades inferiores a c. Se dice que el neutrino es un fermión como un electrón. Pero no puedo encontrar ninguna evidencia de que los neutrinos viajen a velocidades inferiores a c.

Este parece ser el núcleo de tu duda.

Realmente le sugiero que lea las respuestas a las preguntas sobre este tema en Physics SE, pero algunas notas sobre este punto específico.

  • Un fermión puede ser sin masa (los tipos Weyl y Majorana pueden serlo).
  • El experimento sugiere que los neutrinos pueden tener una masa muy pequeña (del orden de unos pocos eV). Esto a menudo se señala como evidencia que sugiere que el modelo estándar no está completo.
  • No hay un acuerdo absoluto sobre la masa (o la falta de) de neutrinos. Es una buena manera de hacer que los físicos de partículas discutan. :-)

Entonces su confusión es comprensible: también lo son todos los demás.

Por evidencia no me refiero a una inferencia como "los neutrinos desaparecen, por lo que deben oscilar, por lo tanto, deben tener masa, por lo tanto, deben viajar a menos de c". Me refiero a la evidencia.

Eso es evidencia. :-)

Uno de los problemas con lo que estás pidiendo es que supone que los neutrinos no oscilan. Si alguien obtiene un resultado experimental que aparentemente lo demuestra, no debe ignorarlo.

No sé qué tan familiarizado está con la teoría de la oscilación de neutrinos y por qué es tan importante, pero me he vinculado a la página de Wikipedia sobre el tema como punto de partida por si acaso.

[Con respecto a SN1987] No tengo mucho problema con eso. Pero lo interesante es que en 168.000 años viajando por el espacio, los fotones no superaron a los neutrinos.

Esto simplemente pone un límite superior a la masa de neutrinos. El artículo de Wikipedia cita esto como 16 eV de esos datos experimentales y no tengo motivos para discutir eso.

Pero la falta de adelantamiento no dice más que esto.

Eso me sugiere que los neutrinos no tienen masa, lo que se relaciona con lo que dijo Fermi en la sección VII de su artículo de 1934.

Para darle a Fermi su merecido, tenga en cuenta esta cita de ese documento (bueno, la traducción de la misma):

Por lo tanto, concluimos que la masa en reposo del neutrino es cero o, en cualquier caso, muy pequeña en comparación con la masa del electrón.

Bueno, los valores actuales sitúan el límite superior en torno a 1/30.000 de la masa del electrón. Eso es "muy pequeño" en mi libro. Así que Fermi lo había clavado bastante bien: buen científico, ese muchacho. :-)

Solo algunos elementos de importancia muestran cuánto ha cambiado:

Por lo tanto, debe tener en cuenta los nuevos modelos físicos para el neutrino en su pensamiento sobre ellos.

Gracias por responder Stepehen. El "núcleo de mi duda" es que el neutrino se predijo en 1930 y todavía no hemos visto uno más lento que c. Por mucho que lo intente, no puedo encontrar evidencia real de esto. He leído las respuestas de Physics SE, pero tienden a dar la inferencia o "sugerencia" de oscilación en lugar de la evidencia directa de la velocidad del neutrino. PD: He citado a Fermi diciendo "o, en todo caso, muy pequeño" . Y en cuanto a los nuevos modelos físicos para el neutrino, no estoy seguro de que haya uno antiguo.
¿Existe alguna evidencia cosmológica de que los neutrinos viajen a una velocidad distinta de c?
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