Frage:
Können Neutrinos Elektronen "treffen"?
user
2017-09-25 04:13:15 UTC
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Ich verstehe, dass Teilchen über die fundamentalen Kräfte der Natur interagieren.Zum Beispiel interagieren Photonen mit Materie, weil sie die Änderung des elektromagnetischen Feldes tragen.Neutrinos hingegen interagieren nicht mit dem elektromagnetischen Feld und gehen daher mit (fast) keiner Interaktion durch Materie.Neutrinos haben jedoch immer noch eine Größe (und eine Masse). Kann ein Neutrino also ein Elektron (das auch eine Größe hat) "treffen", obwohl dies unwahrscheinlich ist?Da Neutrinos nicht mit dem elektromagnetischen Feld interagieren, würden sie nicht abgelenkt. Können also zwei Teilchen, wie ein Neutrino und ein Elektron, "frontal" treffen?

Von einiger Relevanz: https://physics.stackexchange.com/q/23797/
Ich denke, diese Antwort ist auch etwas relevant: https://physics.stackexchange.com/a/359015/38055 Sie spricht über Wechselwirkungen von Photonen und Neutrinos mit Materie.Es werden interessante Zahlen angeführt und Schlussfolgerungen gezogen.
Drei antworten:
Cosmas Zachos
2017-09-25 04:41:00 UTC
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Ja, Neutrinos "treffen" die ganze Zeit in der Sonne auf ihrem Weg zum Ausstieg Elektronen, was zu einer resonanten Umwandlung ihres Geschmacks führt, die auf dem sich ändernden effektiven Brechungsindex beruht. Sie interagieren mit Elektronen, Protonen und Neutronen usw. durch ihre Lieblingswechselwirkung, die schwache , nicht die elektromagnetische Wechselwirkung . (Sie können für sie auch durch die schwache Gravitationswechselwirkung interagieren.)

Sie werden auf der Erde durch ihre (seltenen) schwachen Wechselwirkungen mit Nukleonen in den zu diesem Zweck gebauten Detektoren nachgewiesen. Ihre Metapher "Kopf bei Kollision" würde kaum für ein Teilchen gelten, geschweige denn für Neutrinos. (Für alle praktischen Zwecke treffen sich Teilchen tatsächlich nie ganz. "Schlagen sich gegenseitig" ist eine nützliche gemeinsame Metapher, um eine Interaktion zusammenzufassen, die von der Quantenfeldtheorie mathematisch recht gut beschrieben wird. Irgendwann wird die Metapher mehr "real" als eine informelle Zusammenfassung der Mathematik wird Sie in die Irre führen und konzeptionelle Verluste verursachen.)

In jedem Fall macht es wenig Sinn, über die "Größe" von Neutrinos und Elektronen zu sprechen. Sie möchten sich vielleicht ihre inverse Masse, ihre Compton-Wellenlänge (die für ν 0,1 μm überschreiten würde) als eine Art "Größe" vorstellen, aber Sie werden wahrscheinlich auf böse Absurditäten stoßen es sei denn, Sie waren sehr, sehr vorsichtig.

Ist der Querschnitt für eine Interaktion nicht gleich groß?
Das ist der Punkt: Ein [Querschnitt] (https://en.wikipedia.org/wiki/Cross_section_ (Physik)) mit Flächeneinheiten quantifiziert die Wahrscheinlichkeit einer Wechselwirkung bei einem Partikelfluss und hängt von der Stärke der beteiligten Wechselwirkung ab... Sie können intuitive Bilder zaubern, wenn Sie vorsichtig sind, solange Sie sich nicht verwirren ..
Nun, ein Elektron und ein Neutrino können kaum miteinander interagieren.Die schwache Kraft ist zu schwach und die Z-Bosonen und W-Bosonen sind zu massiv.Aber es kann passieren, dass Sie Recht haben, es passiert nur knapp.Auch hat es nichts mit Größe zu tun.Elementarteilchen haben keine Größe.Sie können es nur haben, wenn das Heisenbergsche Unsicherheitsprinzip es erlaubt, aber Elementarteilchen sollen eine Größe von Null haben.Nur Wechselwirkungen zwischen Partikeln führen zur Größe.
Die schwache Kraft ist schwach, aber nicht "zu schwach": Die Sonne brennt darauf.Sie haben die hier definierte Definition der effektiven Größe falsch verstanden.Die Compton-Wellenlänge wird offensichtlich durch UP * definiert *.Bitte lesen Sie nach.
Alfred Centauri
2017-09-25 04:32:05 UTC
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Können Neutrinos Elektronen „treffen“?

Ja, z. B.

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Bildnachweis

Dies ist also wiederum kein "frontaler" Treffer, sondern eine schwache Interaktion. Sie tauschen ein W- oder Z-Boson aus.Können sich zwei Partikel jemals wie zwei Kugeln treffen?Was passiert im LHC?
Teilchen schlagen sich nie wie Bälle.Im LHC werden Partikel nahe der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt.Dann durch eine bekannte Formulierung des Unsicherheitsprinzips $ \ Delta E \ Delta t \ ge \ hbar / 2 $, wenn die Wellenfunktionen von Teilchen, die in entgegengesetzte Richtungen kommen, innerhalb eines kleinen $ \ Delta t $, $ \ Delta interagierenE $ wird effektiv groß genug für die Partikelproduktion.Dies ist eine extrem vereinfachte Erklärung für das, was am LHC passiert.
@user, Sie stellen in Ihrem Beitrag fest, dass * "Ich verstehe, dass Partikel über die fundamentalen Kräfte der Natur interagieren." * Aber Ihr Kommentar oben widerspricht dieser Aussage in tiefgreifender Weise.
@Aditya Diese "bekannte Formulierung des Unsicherheitsprinzips" ist eigentlich ein Mythos, der im eigentlichen physischen Formalismus nicht existiert.Die korrekte Interpretation der Bedeutung von $ \ Delta t $ und $ \ Delta E $ im "Prinzip der Zeit-Energie-Unsicherheit" finden Sie unter [diese Antwort von joshphysics] (https://physics.stackexchange.com/a/53804/).50583).
AlfredCentauri "Ich verstehe * das * ..." ist eine andere Aussage als "Ich verstehe * wie * ..." Ich vermute, dass @user gesagt wurde, dass Teilchenwechselwirkungen durch fundamentale Kräfte vermittelt werden, aber nicht unbedingt verstehenalle Implikationen davon.
@R.M., Ich verstehe *, dass * nach dem Standardmodell Partikelwechselwirkungen (fundamentale Kräfte) durch Eichbosonen vermittelt werden, aber ich gestehe, dass ich (noch) nicht verstehe * wie *.QFT ist für mich trotz langjähriger Bemühungen (Jahre), es zu groken, immer noch ziemlich mysteriös.
@AlfredCentauri Natürlich ist mein Verständnis nicht sehr tief, sonst hätte ich diese Frage nicht gestellt
peterh - Reinstate Monica
2017-09-25 23:30:31 UTC
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Dass sowohl das Neutrino als auch das Elektron Masse haben, ist kein Grund für ihre Wechselwirkung.Im Allgemeinen ist (Ruhe-) Masse oder nicht, kein Grund für Interaktion oder Nichtinteraktion.Auch die Photonen interagieren.

Unsere mechanische Intuition, dass Dinge wie Snooker-Bälle kollidieren, existiert nur in der Makrowelt.In der Regel gibt es ein

  • und eine elektromagnetische Wechselwirkung

    • zwischen den Partikeln der makrogroßen Körper.

    Sowohl das Neutrino als auch das Elektron sind jedoch bei der schwachen Wechselwirkung geladen, was dazu führen kann, dass sie interagieren.Tatsächlich können sogar Neutrino-Detektoren nach diesem Prinzip aufgebaut werden.Dies ist das Sudbury Neutrino Observatory, und es funktioniert teilweise auf diese Weise.

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    Sie können mehr finden, indem Sie nach "Neutrino-Detektoren mit neutralem Strom" googeln.



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