Medición del tamaño del núcleo del sol con múltiples detectores de neutrinos

En 1998, los investigadores del detector de neutrinos Super-Kamiokande publicaron esta imagen:

Imagen de neutrinos del Sol

del sol usando su detector de neutrinos usando aproximadamente 500 días de datos. Esta imagen cubrió 90x90 grados del cielo en comparación con el tamaño angular del disco solar de aproximadamente medio grado.

¿Es posible que a medida que haya más detectores de neutrinos disponibles, podamos recopilar datos de detectores de todo el mundo durante un período de tiempo más largo para obtener una estimación estadística del tamaño del núcleo del sol? ¿Quizás esto implicaría la publicación de datos sobre eventos incidentales de presuntos neutrinos solares que luego podrían ser de dominio público y agrupados para el análisis estadístico?

Ya podemos medir el tamaño del núcleo solar usando heliosismología. Por ejemplo, consulte https://en.wikipedia.org/wiki/Helioseismology .

Respuestas (2)

Todos los detectores de neutrinos que tenemos o podríamos construir tendrán resolución angular de curso porque detectan la dirección de los productos dispersos de las interacciones de neutrinos en lugar de la dirección de los neutrinos mismos.

Peor aún, los neutrinos solares tienen una energía relativamente baja (unos pocos MeV), lo que significa que los ángulos de dispersión son grandes.

Sí, podríamos acumular datos de múltiples fuentes, pero al menos dos cosas van en contra de que los resultados sean muy interesantes en el futuro previsible:

  • Tendría que conocer la alineación relativa de todos los detectores para obtener una resolución mejor que la deseada. Esta es una bolsa mixta. Esos detectores (como super-k) que también se usan en experimentos de haz tienen su alineación muy conocida, pero aquellos que no lo son (como SNO) pueden no estar tan bien alineados. ¿Habrá interés en gastar el dinero y el esfuerzo? No lo veo como algo fácil, por lo que se necesitaría una personalidad poderosa para que suceda.

  • La precisión estadística acumulada se vuelve cada vez más lenta a medida que pregunta más y más. La regla básica de las estadísticas de conteo es que la incertidumbre en una medición contada (como eventos en un contenedor) pasa norte para norte el número de conteos. Eso significa que la incertidumbre fraccionaria es como 1 / norte lo que significa que obtener estadísticas del 1% es 100 veces más difícil que obtener estadísticas del 10%.

Estoy casi seguro de que puedes llamar "¡No!" en este a menos que podamos llevar el detector muy cerca del sol, tan cerca, de hecho, que sobrevivir a las emisiones térmicas del sol sería un desafío tecnológico extremo.
Quizás una empresa minera de asteroides del siglo XXII podría convertir una mina en un detector de neutrinos y enviarla en una órbita cercana al sol.

En principio sí es posible, como se detalla en este artículo de PRL: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.117.211101

El problema principal, como lo plantean otras respuestas aquí, es que necesita una gran cantidad de datos para poder superar el efecto de la dispersión de electrones en el medio del detector. Ningún experimento ha utilizado actualmente sus datos para medir realmente el núcleo solar, sin embargo, creo que la colaboración Super Kamiokande lo está investigando.

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