Neutriinojen energiasta

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Miten elektronin ja neutriinon energia jakaantuu betasäteilyssä? Entä syntyneen neutriinon sama liike-energia, muuttuuko se ajan kuluessa vai pysyykö samana koska neutriino vuorovaikuttaa erittäin heikosti ympäristön kanssa?

Elektroni ja neutriinohan jakavat beeta-hajoamisessa liike-energian, mikä näkyy siitä että elektronin liike-energia vaihtelee minimi- ja maksimiarvon välillä.

Mutta miten neutriino voi saada lisää liike-energiaa, vaikka se liikkuu aina noin valonnopeudella? Tätä liike-energiaa neutriinon on kai aika hankala luovuttaa törmäyksissä, koska nautriinot vaikuttavat niin huonosti ympäristön kanssa. Neutriino kai säilyttää syntyessään saamansa liike-energian aika hyvin?

Mistä riippuu minkä verran elektroni ja neutriino saavat liike-energiasta beeta-hajoamisessa ja ovatko tietyt jakosuhteet yleisempiä kuin toiset?

Sivut

Kommentit (18)

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005
anaro
Miten elektronin ja neutriinon energia jakaantuu betasäteilyssä?



Se vaihtelee, en tiedä mistä syystä ja millaista jakaumaa noudattaen.

Entä syntyneen neutriinon sama liike-energia, muuttuuko se ajan kuluessa vai pysyykö samana koska neutriino vuorovaikuttaa erittäin heikosti ympäristön kanssa?



Kyllä se voi muuttua sikäli kun neutriino kohtaa tarpeeksi ainetta vuorovaikuttaakseen. Suurin osa neutriinoista ei taida maailmankaikkeudessamme koskaan pahemmin vuorovaikutella, mutta toisinaan niin käy. Neutriinoja on sanoinkuvaamattoman paljon.

Mutta miten neutriino voi saada lisää liike-energiaa, vaikka se liikkuu aina noin valonnopeudella?



Kyllä hiukkasella voi olla miten paljon energiaa tahansa, vaikka sen nopeus on rajoitettu.

Tätä liike-energiaa neutriinon on kai aika hankala luovuttaa törmäyksissä, koska nautriinot vaikuttavat niin huonosti ympäristön kanssa. Neutriino kai säilyttää syntyessään saamansa liike-energian aika hyvin?



Kyllä, neutriinot ovat tärkeitä energiankuljettajia esimerkiksi massiivisten tähtien loppuvaiheissa, jolloin ne jouduttavat tähden kehitystä kuljettamalla suuria määriä energiaa ulos ytimestä. Supernovissa neutriinoja vapautuu sitten niin suunnattomasti, että niillä on osuutensa tähden ulkokuorten heittämisessä avaruuteen.

Mistä riippuu minkä verran elektroni ja neutriino saavat liike-energiasta beeta-hajoamisessa ja ovatko tietyt jakosuhteet yleisempiä kuin toiset?

Kyllä elektronin energia (ja tietysti myös neutriinon) noudattaa jotain jakaumaa. En tiedä mitä ja miksi.

Vierailija

No olisiko tämä sitten periaatteessa mahdollista?
http://keskustelu.suomi24.fi/show.fcgi? ... 0034988375

Viestissähän ehdotetaan että radioaktiivinen hajoaminen olisi taustasäteilyn neutriinojen aiheuttama tapahtuma. Mitä suurempi määrä neutriinojen diskreettejä energiatiloja voi aiheuttaa tietyn ytimen hajoamisen sitä nopeampi hajoamisaika. Onko tässä jotain periaatteellista estettä ettei näin voisi olla?

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005

Maailman deterministisyydestä ei ole viimeistä sanaa sanottu. Nykytiedon mukaan se vaikuttaa kuitenkin varsin epätodennäköiseltä, ja vaatisi hyvin eksoottisia ominaisuuksia maailmankaikkeudelta.

Tuo radioaktiivisuuden stimulointi neutriinoilla ei selitä havaittuja ilmiöitä. Muuten ydinreaktioiden nopeus muuttuisi neutriinovuon funktiona, esimerkiksi ydinreaktoreissa ja Auringossa niiden pitäisi tapahtua eri nopeudella, mistä olisi havaittavia seurauksia. Kyllä neutriino tietysti voi aiheuttaa ydinreaktion, mutta normaaleilla neutriinotiheyksillä neutriinon laukaisemien reaktioiden määrä on mitätön spontaaneihin verrattuna. Supernovissa neutriinojen aikaansaamilla ydinreaktioilla on kuitenkin suuri merkitys tähen hajoamisprosessin mekaniikkaan ja alkuainetuottoon.

Vierailija
Neutroni
Maailman deterministisyydestä ei ole viimeistä sanaa sanottu. Nykytiedon mukaan se vaikuttaa kuitenkin varsin epätodennäköiseltä, ja vaatisi hyvin eksoottisia ominaisuuksia maailmankaikkeudelta.

Tuo radioaktiivisuuden stimulointi neutriinoilla ei selitä havaittuja ilmiöitä. Muuten ydinreaktioiden nopeus muuttuisi neutriinovuon funktiona, esimerkiksi ydinreaktoreissa ja Auringossa niiden pitäisi tapahtua eri nopeudella, mistä olisi havaittavia seurauksia. Kyllä neutriino tietysti voi aiheuttaa ydinreaktion, mutta normaaleilla neutriinotiheyksillä neutriinon laukaisemien reaktioiden määrä on mitätön spontaaneihin verrattuna. Supernovissa neutriinojen aikaansaamilla ydinreaktioilla on kuitenkin suuri merkitys tähen hajoamisprosessin mekaniikkaan ja alkuainetuottoon.


Miten taustasäteilyn neutriinojen energian laita muuten on, onko sekin punasiirtynyt ajan kuluessa kuten taustasäteilyn fotonien? Jos tämä energia muuttuu ja muutos on diskreettiä, niin näillä neutriinoilla olisi kai eri energia kuin "nuorilla" auringon, tähden tai ydinreaktorin lähettämillä neutriinoilla ja ne voisivat vaikuttaa eri tavalla kuin beeta-hajomaisessa syntyneet nuoret neutriinot, eli niillä voisi olla "sopiva" energia?

Mikä oli yleisin neutriinolähde jota tapahtui nuoressa maailmankaikkeudessa, neutronin hajoaminenko? Eikö tämän reaktion neutriinojen/elektronien energia ole eri kuin suurimmassa osassa nykyään neutriinoja tuottavissa reaktioissa, vaikka ydinreaktoreissa tai auringon olosuhteissa?

Vierailija

Niin, neutriinoja on maailmankaikkeudessa eniten fotonien jälkeen. Eivät ne
valon nopeudella voi liikkua, niillä on McDonald et al ( SNO ) mukaan massa,
vaikka vähäinenkin, todisteena on niiden oskilloituminen Auringon elektronin
neutriinojen, kahden muun superposition, kohdalla. Ydinreaktorien tehosta huomattava osa karkaa antineutriinojen mukana, joita voidaan havaita ympäröivissä maissakin. Kyllä neutriino ydinreaktion voi aiheuttaa atomiin
osuessaan, ensimmäiset ilmaisimethan olivat perkloorietyleenisäiliöitä, joiden klooriatomiin osuessaan se muutti kloorin argoniksi. Sudburyn raskasvesi-ilmaisimessa on 1 000 tonnia D2O:a ja valomonistimet havaitsevat siinä keskimäärin kymmenen törmäystä vuorokaudessa. Osa
aiheuttaa ydinreaktioita, osa voidaan havainnoida lähettämänsä Tserenkovin säteilyn ansiosta liikkuessaan nestessä valoa nopeammin. Mutta, ei siis koskaan tyhjössä edes valon nopeudella !

Vierailija
Dr. G.Strangelove
Niin, neutriinoja on maailmankaikkeudessa eniten fotonien jälkeen. Eivät ne
valon nopeudella voi liikkua, niillä on McDonald et al ( SNO ) mukaan massa,
vaikka vähäinenkin, todisteena on niiden oskilloituminen Auringon elektronin
neutriinojen, kahden muun superposition, kohdalla. Ydinreaktorien tehosta huomattava osa karkaa antineutriinojen mukana, joita voidaan havaita ympäröivissä maissakin. Kyllä neutriino ydinreaktion voi aiheuttaa atomiin
osuessaan, ensimmäiset ilmaisimethan olivat perkloorietyleenisäiliöitä, joiden klooriatomiin osuessaan se muutti kloorin argoniksi. Sudburyn raskasvesi-ilmaisimessa on 1 000 tonnia D2O:a ja valomonistimet havaitsevat siinä keskimäärin kymmenen törmäystä vuorokaudessa. Osa
aiheuttaa ydinreaktioita, osa voidaan havainnoida lähettämänsä Tserenkovin säteilyn ansiosta liikkuessaan nestessä valoa nopeammin. Mutta, ei siis koskaan tyhjössä edes valon nopeudella !

Mikä siis periaatteessa estää ettei radioaktiivinen hajoaminen ole neutriinotaustan aiheuttama ilmiö? Koska neutriinot läpäisevät suunnilleen kaiken aineen yhtä hyvin, sen aiheuttama hajoamistodennäköisyys olisi mitattavasti suunnilleen sama kaikkialla. Eri ydinten rakenne poikkeaa toisistaan, joten vaikutusala ja todennäköisyys hajoamisille on erilainen ja siksi osalla ytimistä hajoamisaika on lyhyt ja toisilla pitkä. Se riippuisi vain siitä kuinka usein keskimäärin neutriino, tai tietyn energian omaava neutriino osuisi tiettyyn kohtaan ydintä, tai ytimen nukelonin kvarkkia.

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä5178
Liittynyt26.3.2005
Dr. G.Strangelove
Niin, neutriinoja on maailmankaikkeudessa eniten fotonien jälkeen. Eivät ne
valon nopeudella voi liikkua, niillä on McDonald et al ( SNO ) mukaan massa,
vaikka vähäinenkin, todisteena on niiden oskilloituminen Auringon elektronin
neutriinojen, kahden muun superposition, kohdalla. Ydinreaktorien tehosta huomattava osa karkaa antineutriinojen mukana, joita voidaan havaita ympäröivissä maissakin. Kyllä neutriino ydinreaktion voi aiheuttaa atomiin
osuessaan, ensimmäiset ilmaisimethan olivat perkloorietyleenisäiliöitä, joiden klooriatomiin osuessaan se muutti kloorin argoniksi. Sudburyn raskasvesi-ilmaisimessa on 1 000 tonnia D2O:a ja valomonistimet havaitsevat siinä keskimäärin kymmenen törmäystä vuorokaudessa. Osa
aiheuttaa ydinreaktioita, osa voidaan havainnoida lähettämänsä Tserenkovin säteilyn ansiosta liikkuessaan nestessä valoa nopeammin. Mutta, ei siis koskaan tyhjössä edes valon nopeudella !



WMAPin tulosten perusteella on laskettu neutriinon massaksi jopa alle 1 eV, mikä on jumalattoman vähän esim verrattuna keveimpään (varmuudella todettuun) hiukkaseen eli elektroniin, jonka lepomassa on 511.000 eV!!!

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005
anaro
Mikä siis periaatteessa estää ettei radioaktiivinen hajoaminen ole neutriinotaustan aiheuttama ilmiö?



Ei mikään nykyinen havainto tai teoria viittaa tuollaiseen kytkentään, jossa neutriinojen energia vaikuttaisi oleellisesti niiden todennäköisyyteen aiheuttaa reaktioita. Enkä tiedä onko neutriinojen energiajakauma edes sellainen, että olisi olemassa joku matalaenergisten neutriinojen tausta, jota tähdet ja muut neutriinoja tuottavat prosessit eivät pahemmin häiritsisi. Jotta se voitaisiin huomioida tieteellisessä mielessä, pitää tuosta hypoteesista johtaa jotain mitattavissa olevia ennusteita.

Koska neutriinot läpäisevät suunnilleen kaiken aineen yhtä hyvin, sen aiheuttama hajoamistodennäköisyys olisi mitattavasti suunnilleen sama kaikkialla.



Ei suinkaan näin. Jos kukin neutriino reagoi tietyllä todennäköisyydellä ja neutriinojen määrää kasvatetaan, toteutuneiden reaktioiden määrä kasvaa vastaavasti. Pieni todennäköisyys aikaansaa vain sen, että jokaista aikaansaatua reaktiota kohti pitää valtavan neutriinomäärän läpäistä kohde.

Jotta tähtien ja muun luontaisen toiminnan vaikutus saataisiin poistettua, pitää tehdä melko erikoisia oletuksia. Ja jos tavoitteena on vain vääntää jokin deterministinen maailmanselitys, ei tuo missään tapauksessa riitä. Uuden teorian pitäisi panna kvanttimekaniikka ja hiukkasfysiikka kokonaan uusiksi. Nykyisten teorioiden ja kokeiden perusteella tiedetään, että tuollaisen teorian pitää sisältää jotain todella erikoisia oletuksia vuorovaikutusten luonteesta (en tarkkaan itse tiedä). Niihin verrattuna kvanttimekaniikan "maalaisjärjenvastaisuus" on kovin pientä. Se nyt vain on parempi hyväksyä, että maailmankaikkeus on hieman monimutkaisempi kohde mihin ihmisen aivojen pelimerkit riittävät. Hyvä niin, sillä muuten eksoottiset kosmologiset ja hiukkasfysikaaliset ongelmat, jotka ovat inhimillisesti mitaten kuitenkin varsin pieniä, muuttuisivat astetta vakavammiksi yhteiskunnalliseksi ongelmaksi: minne dumpataan tarpeettomaksi käyneet fyysikot.

Vierailija
anaro
Dr. G.Strangelove
Niin, neutriinoja on maailmankaikkeudessa eniten fotonien jälkeen. Eivät ne
valon nopeudella voi liikkua, niillä on McDonald et al ( SNO ) mukaan massa,
vaikka vähäinenkin, todisteena on niiden oskilloituminen Auringon elektronin
neutriinojen, kahden muun superposition, kohdalla. Ydinreaktorien tehosta huomattava osa karkaa antineutriinojen mukana, joita voidaan havaita ympäröivissä maissakin. Kyllä neutriino ydinreaktion voi aiheuttaa atomiin
osuessaan, ensimmäiset ilmaisimethan olivat perkloorietyleenisäiliöitä, joiden klooriatomiin osuessaan se muutti kloorin argoniksi. Sudburyn raskasvesi-ilmaisimessa on 1 000 tonnia D2O:a ja valomonistimet havaitsevat siinä keskimäärin kymmenen törmäystä vuorokaudessa. Osa
aiheuttaa ydinreaktioita, osa voidaan havainnoida lähettämänsä Tserenkovin säteilyn ansiosta liikkuessaan nestessä valoa nopeammin. Mutta, ei siis koskaan tyhjössä edes valon nopeudella !

Mikä siis periaatteessa estää ettei radioaktiivinen hajoaminen ole neutriinotaustan aiheuttama ilmiö? Koska neutriinot läpäisevät suunnilleen kaiken aineen yhtä hyvin, sen aiheuttama hajoamistodennäköisyys olisi mitattavasti suunnilleen sama kaikkialla. Eri ydinten rakenne poikkeaa toisistaan, joten vaikutusala ja todennäköisyys hajoamisille on erilainen ja siksi osalla ytimistä hajoamisaika on lyhyt ja toisilla pitkä. Se riippuisi vain siitä kuinka usein keskimäärin neutriino, tai tietyn energian omaava neutriino osuisi tiettyyn kohtaan ydintä, tai ytimen nukelonin kvarkkia.



Yritätkö kysyä voisiko beetahajoaminen johtua neutriinojen vaikutuksesta? Tuohan olisi hyvä idea. Se selittäisi sen ettei pystytä mittaamaan mikä neutroni hajoaa seuraavaksi ja miksi. Ilmiön syytä ei tiedetä. Voisi kuvitella että jos joka sekunti neliösenttimetrin alan lävistää 100 triljoonaa neutriinoa niin jotain tapahtuisi.
Millainen olisi maapallo ilman neutriinoja?

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005
kabus
Millainen olisi maapallo ilman neutriinoja?



Nyt mennään perstuntuman rajaa viistäen osaamiseeni nähden. Luulen ettei Maapalloa, tai muitakaan kiviplaneettoja, olisi ilman neutriinoja. Neutriinoilla on niin keskeinen rooli supernovaräjähdyksissä, että on epävarmaa voisivatko tähdet ylipäätään räjähtää ilman niitä. Supernovaräjähdykset heittävät tähdissä muodostuneita raskaita alkuaineita avaruuteen, ja niistä on Maapallokin koostunut. Ellei tähti räjähdä, raskaat aineet jäävät tähden jäännökseen.

Lisätietoa supernovista (vaatii jonkin verran pohjatietoa astrofysiikasta): http://arxiv.org/abs/astro-ph/0601261

Vierailija
Neutroni
kabus
Millainen olisi maapallo ilman neutriinoja?



Nyt mennään perstuntuman rajaa viistäen osaamiseeni nähden. Luulen ettei Maapalloa, tai muitakaan kiviplaneettoja, olisi ilman neutriinoja. Neutriinoilla on niin keskeinen rooli supernovaräjähdyksissä, että on epävarmaa voisivatko tähdet ylipäätään räjähtää ilman niitä. Supernovaräjähdykset heittävät tähdissä muodostuneita raskaita alkuaineita avaruuteen, ja niistä on Maapallokin koostunut. Ellei tähti räjähdä, raskaat aineet jäävät tähden jäännökseen.

Lisätietoa supernovista (vaatii jonkin verran pohjatietoa astrofysiikasta): http://arxiv.org/abs/astro-ph/0601261




Niin tarkoitin, että jos saataisiin näkymätön kilpi estämään vain neutriinojen pääsy maapallolle. Voisiko sillä olla arvaamattomia seurauksia?

Vierailija
Lentotaidoton
Dr. G.Strangelove
Niin, neutriinoja on maailmankaikkeudessa eniten fotonien jälkeen. Eivät ne
valon nopeudella voi liikkua, niillä on McDonald et al ( SNO ) mukaan massa,
vaikka vähäinenkin, todisteena on niiden oskilloituminen Auringon elektronin
neutriinojen, kahden muun superposition, kohdalla. Ydinreaktorien tehosta huomattava osa karkaa antineutriinojen mukana, joita voidaan havaita ympäröivissä maissakin. Kyllä neutriino ydinreaktion voi aiheuttaa atomiin
osuessaan, ensimmäiset ilmaisimethan olivat perkloorietyleenisäiliöitä, joiden klooriatomiin osuessaan se muutti kloorin argoniksi. Sudburyn raskasvesi-ilmaisimessa on 1 000 tonnia D2O:a ja valomonistimet havaitsevat siinä keskimäärin kymmenen törmäystä vuorokaudessa. Osa
aiheuttaa ydinreaktioita, osa voidaan havainnoida lähettämänsä Tserenkovin säteilyn ansiosta liikkuessaan nestessä valoa nopeammin. Mutta, ei siis koskaan tyhjössä edes valon nopeudella !



WMAPin tulosten perusteella on laskettu neutriinon massaksi jopa alle 1 eV, mikä on jumalattoman vähän esim verrattuna keveimpään (varmuudella todettuun) hiukkaseen eli elektroniin, jonka lepomassa on 511.000 eV!!!



Niin, neutriinotausta erosi materiasta n. 2 sekuntia BB:sta, jos neutriinot
olisivat massattomia, siis relativistisia,niiden lämpötila olisi nyt n. 1,9 K, mutta massalliset neutriinot jäähtyivät nopeammin ja nykyinen neutriinojen lämpötila on siksi:

T_\nu \approx 1.6 \cdot 10^{-4} \left(m_\nu / 1 \rm eV \right)^{-1} \rm K

Tuosta voidaan sitten laskea massa kuten mainitsit.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005
kabus
Niin tarkoitin, että jos saataisiin näkymätön kilpi estämään vain neutriinojen pääsy maapallolle. Voisiko sillä olla arvaamattomia seurauksia?



Nykytiedon mukaan neutriinoilla ei ole merkittävää roolia missään Maapalloon liittyvässä prosessissa.

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä5178
Liittynyt26.3.2005
Dr. G.Strangelove
Lentotaidoton
Dr. G.Strangelove
Niin, neutriinoja on maailmankaikkeudessa eniten fotonien jälkeen. Eivät ne
valon nopeudella voi liikkua, niillä on McDonald et al ( SNO ) mukaan massa,
vaikka vähäinenkin, todisteena on niiden oskilloituminen Auringon elektronin
neutriinojen, kahden muun superposition, kohdalla. Ydinreaktorien tehosta huomattava osa karkaa antineutriinojen mukana, joita voidaan havaita ympäröivissä maissakin. Kyllä neutriino ydinreaktion voi aiheuttaa atomiin
osuessaan, ensimmäiset ilmaisimethan olivat perkloorietyleenisäiliöitä, joiden klooriatomiin osuessaan se muutti kloorin argoniksi. Sudburyn raskasvesi-ilmaisimessa on 1 000 tonnia D2O:a ja valomonistimet havaitsevat siinä keskimäärin kymmenen törmäystä vuorokaudessa. Osa
aiheuttaa ydinreaktioita, osa voidaan havainnoida lähettämänsä Tserenkovin säteilyn ansiosta liikkuessaan nestessä valoa nopeammin. Mutta, ei siis koskaan tyhjössä edes valon nopeudella !



WMAPin tulosten perusteella on laskettu neutriinon massaksi jopa alle 1 eV, mikä on jumalattoman vähän esim verrattuna keveimpään (varmuudella todettuun) hiukkaseen eli elektroniin, jonka lepomassa on 511.000 eV!!!



Niin, neutriinotausta erosi materiasta n. 2 sekuntia BB:sta, jos neutriinot
olisivat massattomia, siis relativistisia,niiden lämpötila olisi nyt n. 1,9 K, mutta massalliset neutriinot jäähtyivät nopeammin ja nykyinen neutriinojen lämpötila on siksi:

T_\nu \approx 1.6 \cdot 10^{-4} \left(m_\nu / 1 \rm eV \right)^{-1} \rm K

Tuosta voidaan sitten laskea massa kuten mainitsit.




Niin pikkuinen tarkennus terminologiaan. Relativistinen ei tarkoita massatonta, vaan "lähes valon nopeudella" liikkuvaa partikkelia, siis jonka liikkeeseen tarvitaan suhteellisuusteorian mukainen tarkennus. Myös elektronit (ja muut massalliset partikkelit) voivat liikkua relativistisilla nopeuksilla.

Vierailija

Niin. Joskus kirjallisuudessa puhutaan lepomassattomista fotoneista "relativistisina hiukkasina", minustakin se on harhaanjohtavaa.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat