¿Pueden los neutrinos "golpear" a los electrones?

Entiendo que las partículas interactúan a través de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Por ejemplo, los fotones interactúan con la materia porque llevan el cambio en el campo electromagnético. Los neutrinos, por otro lado, no interactúan con el campo electromagnético, por lo que atraviesan la materia sin (casi) ninguna interacción. Sin embargo, los neutrinos todavía tienen un tamaño (y una masa), entonces, ¿puede un neutrino "golpear" un electrón (que también tiene un tamaño) aunque sea poco probable? Dado que los neutrinos no interactúan con el campo electromagnético, no serían desviados, entonces, ¿pueden dos partículas, como un neutrino y un electrón, chocar "de frente"?

De cierta relevancia: physics.stackexchange.com/q/23797
Creo que esta respuesta también es algo relevante: physics.stackexchange.com/a/359015/38055 Habla sobre las interacciones de fotones y neutrinos con la materia. Se invocan números interesantes y se extraen conclusiones.

Respuestas (3)

Sí, los neutrinos "golpean" a los electrones todo el tiempo dentro del sol, en su camino hacia la salida, lo que da como resultado la conversión resonante de su sabor, basada en el índice de refracción efectivo cambiante. Interactúan con electrones, protones, neutrones, etc... a través de su interacción favorita, la interacción débil , no electromagnética . (También pueden interactuar a través de la insignificante interacción gravitatoria, para ellos).

Se detectan en la Tierra a través de sus (raras) débiles interacciones con los nucleones en los detectores construidos para ese mismo propósito. Su metáfora de "colisión frontal" difícilmente se aplicaría a cualquier partícula, y mucho menos a los neutrinos. (Para todos los propósitos prácticos, las partículas, de hecho, nunca chocan entre sí. "Golpearse" es una metáfora compartida útil para resumir una interacción, bastante bien descrita matemáticamente por la Teoría Cuántica de Campos. En algún momento, tomar la metáfora para ser más "real" que un resumen informal de las matemáticas lo llevará por mal camino e infligirá bajas conceptuales).

En cualquier caso, hablar del "tamaño" de los neutrinos y los electrones tiene muy poco sentido. Es posible que desee pensar en su masa inversa, su longitud de onda Compton (que, para el ν, superaría los 0,1 μm ) como una especie de "tamaño", pero es probable que se encuentre con absurdos desagradables a menos que tenga mucho, mucho cuidado. .

¿No hay una sección cruzada para una interacción equivalente al tamaño?
Ese es el punto: una [sección transversal]( en.wikipedia.org/wiki/Cross_section_(physics) ) con unidades de área cuantifica la probabilidad de interacción dado un flujo de partículas, y depende de la fuerza de la interacción involucrada... tú puede evocar imágenes intuitivas si tiene cuidado, siempre que no termine confundiéndose.
Bueno, un electrón y un neutrino apenas pueden interactuar entre sí. La fuerza débil es demasiado débil y los bosones Z y W son demasiado masivos. Pero puede suceder que tengas razón, apenas sucede. Además, no tiene nada que ver con el tamaño. Las partículas elementales no tienen tamaño. Pueden tenerlo solo si el principio de incertidumbre de Heisenberg lo permite, pero se dice que las partículas elementales tienen tamaño cero. Solo las interacciones entre partículas dan como resultado el tamaño.
La fuerza débil es débil, pero no "demasiado débil": el sol la quema. No entendiste la definición de tamaño efectivo definida aquí. La longitud de onda de Compton obviamente se define a través del UP. Por favor, lea.

¿Pueden los neutrinos “golpear” a los electrones?

Sí, por ejemplo,

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Entonces, nuevamente, esto no es un golpe "frontal", es una interacción débil, intercambian un bosón W o Z. ¿Pueden dos partículas chocar entre sí como dos pelotas? ¿Qué sucede en el LHC?
Las partículas nunca se golpean entre sí como bolas. En el LHC, las partículas se aceleran cerca de la velocidad de la luz. Entonces, por una conocida formulación del principio de incertidumbre, Δ mi Δ t ≥ ℏ / 2 , cuando las funciones de onda de las partículas que vienen en direcciones opuestas interactúan dentro de algunos pequeños Δ t , Δ mi efectivamente se vuelve lo suficientemente grande para la producción de partículas. Esta es una explicación extremadamente simplificada de lo que sucede en el LHC.
@usuario, afirmas en tu publicación que "Entiendo que las partículas interactúan a través de las fuerzas fundamentales de la naturaleza". pero su comentario anterior contradice, de manera profunda, esa afirmación.
@Aditya Esa "formulación bien conocida del principio de incertidumbre" es en realidad un mito que no existe en el formalismo físico real. Para las interpretaciones correctas de lo que Δ t y Δ mi significa en el "principio de incertidumbre de tiempo-energía", vea esta respuesta de joshphysics .
AlfredCentauri "Entiendo que ..." es una declaración diferente a "Entiendo cómo ...". Supongo que a @user se le ha dicho que las interacciones de partículas están mediadas por fuerzas fundamentales, pero no necesariamente entiende todas las implicaciones. de eso.
@RM, entiendo que , de acuerdo con el Modelo Estándar, las interacciones de partículas (fuerzas fundamentales) están mediadas por bosones de calibre, pero confieso que (todavía) no entiendo cómo . QFT sigue siendo bastante misterioso para mí a pesar de un largo esfuerzo (años) para asimilarlo.
@AlfredCentauri Por supuesto, mi comprensión no es muy profunda, o no habría hecho esta pregunta.

Que tanto el neutrino como el electrón tengan masa, no es motivo para que interactúen. En general, tener masa (en reposo) o no, no es motivo para interactuar o no interactuar. También los fotones interactúan.

Nuestra intuición mecánica, que las cosas chocan como bolas de billar, existe solo en el mundo macro. En la materia ordinaria, hay un

entre las partículas de los cuerpos de tamaño macro.

Sin embargo, tanto el neutrino como el electrón están cargados en la interacción débil , y esto puede hacer que interactúen. De hecho, incluso los detectores de neutrinos se pueden construir sobre este principio. Este es el Observatorio de Neutrinos de Sudbury , y funciona parcialmente de esta manera.

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Puede encontrar más buscando en Google "detectores de neutrinos de corriente neutra".

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