Visa fråga/svar

 

Partiklar [17518]

Fråga:
Neutrinooscillationer
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hej! neutrinooscillation innebäratt de olika neutrintyperna kan övergå i varandra, om jag läst rätt. Men de tycks ha olika vilomassor. Var kommer massan från om en lätt neutrin övergår till/i en tyngre? Från hastigheten(kinetisk energi blir massa)? Och om en tung omvandlas till en lätt, ökar den farten då eller vart tar massan vägen? Hur/När omvandlingen sker, är det bekant? /Hur bör jag förklara det för elever?!/
/Thomas Å, Knivsta

Svar:
Neutrino: Neutrinon är en elementarpartikel, som tillhör gruppen leptoner och saknar elektrisk laddning. Den har halvtaligt spinn och är därför en fermion. Neutrinon har mycket liten massa och är universums mest förekommande partikel.

Neutrinooscillationer är ett fenomen i elementarpartikelfysiken som innebär att neutriner, som kan skapas och detekteras i tre väl definierade skilda slag (aromer) kan ändra karaktär på väg från källa till detektor.

Neutrinooscillationer kan inträffa om elektron-, myon- och tauneutriner har olika massa, vilket innebär att de inte alla kan vara masslösa. I partikelfysikens standardmodell är neutrinerna exakt masslösa. Vittnesbörd om neutrinooscillationer är därför ett tecken på ny fysik bortom Standardmodellen. (Från svenska Wikipedia)

Neutrinoocillation är ett kvantmekaniskt fenomen, och som vanligt när det gäller dessa är det svårt (på en fundamental nivå omöjligt) att förstå, se Neutrino_oscillations . Lite kan man dock förstå relativt enkelt:

De tre aromerna av neutriner är sammansatta av tre neutriner med olika massa (m1, m2 och m3):

|elektron> = e1|m1> + e2|m2> + e3|m3>
|myon> = m1|m1> + m2|m2> + m3|m3>
|tauon> = t1|m1> + t2|m2> + t3|m3>

Massdifferenserna mellan typ 1, 2 och 3 är mycket små - bråkdelar av eV. Energier hos typiska neutriner vi observerar är MeV eller GeV. Men det är den totala energin vi måste bevara - det finns inget som säger att vilomassan skall bevaras. Vi behöver alltså "fuska" med energier av storleksordningen meV när vi har MeV tillgängligt. För att uppfylla bevarandet av energin rör sig de olika egentillstånden (som ju har lite olika massor) med lite olika hastighet.

Det finns en klassisk mekanisk analog till neutrinooscillation: två kopplade pendlar, se Neutrino_oscillations#Classical_analogue_of_neutrino_oscillation .

Det finns andra exempel från kvantmekaniken där två tätt liggande nivåer blandas och förorsakar interferens och att systemet oscillerar mellan två mycket olika tillstånd.

I fråga 125 beskrivs en annan observation som tyder på att neutrinon har en vilomassa som är större än noll.
/Peter E

Nyckelord: kvantmekanik [26]; neutrino [16];

1 http://fof.se/tidning/2015/11/artikel/neutriner#overlay=tidning/2015/11/artikel/neutriner
2 http://www.svt.se/nyheter/vetenskap/nobelpriset-i-fysik-2015

*

 

 

Frågelådan innehåller 7168 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-07-06 14:08:20.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.