Diskussion:Neutrinooszillation/Archiv/1

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[[Diskussion:Neutrinooszillation/Archiv/1#Thema 1]]

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Zu: Die Neutrinos müssten Masse besitzen

Ist es nicht so, dass diese Experimente lediglich dafür sprechen, dass mindestens ein Flavour eine Masse>0 besitzt? Dadurch bekäme man doch schon besagte Differenzen und so habe ich es zumindest von einem meiner Professoren gehört. Kurze Web-Suche ergab da auch einige solche Aussagen, etwa hier, in einem Ergebnis heißt es aber auch mindestens zwei. Weiß dazu jemand näheres? --Chricho ¹ ² 14:18, 18. Feb. 2012 (CET)

Die Antwort hier kommt etwas spät, aber hey, besser als gar nicht. ;) Tatsächlich ist es so, dass nicht alle Flavor eine von Null verschiedene Masse besitzen müssen, da wir nur eine obere Grenze für die Neutrinomassen kennen und für die Oszillation nur von Null verschiedene Massendifferenzen brauchen (die mittlerweile ja auch gut vermessen sind). Es darf allerdings nur ein Flavor Masse 0 haben, denn sonst wäre die Massendifferenz zwischen zwei Flavorn ja ebenfalls 0 und es käme nicht zur Oszillation zwischen den beiden. Eigentlich spräche nichts dagegen, das im Artikel zu vermerken, aber bei den derzeitigen Formulierungen würde das dem Verständnis m.M.n. nicht zuträglich sein. Die aktuelle Formulierung ist meiner Auffassung nach auch nicht strikt falsch, denn eine Masse von 0 ist ja auch eine Masse, auch wenn das mit "müssen eine Masse besitzen" natürlich nicht so gemeint ist... --RealZeratul (Diskussion) 19:51, 5. Jan. 2015 (CET)

Flavours und MNS-Matrix

"bei nur zwei verschiedenen Neutrinos (d. h. vier Flavours) wäre es eine 2×2-Matrix"

Sollte es hier nicht eigentlich "d.h. zwei Flavours" heißen? --77.1.28.117 13:36, 29. Jul. 2012 (CEST)

Ja, ist geändert --mfb (Diskussion) 22:10, 29. Jul. 2012 (CEST)

Die Angabe der Werte zu delta ist irreführend, da diese noch nicht gemessen wurde. Im angegebenen Papier steht auch nur, dass es schwache Hinweise auf delta=pi gibt. Daher sollte die PMNS Matrix auch nicht mit komplexen Werten angegeben werden. Auch frage ich mich, ob es Sinn macht, 3 Stellen anzugeben. --Pen88 (Diskussion) 17:25, 9. Feb. 2013 (CET)

Bei der PDG finde ich leider keine Zahlen zu den Einträgen der Matrix. Allgemein eine Nachkommastelle zu entfernen wird aber nicht schaden --mfb (Diskussion) 10:19, 13. Feb. 2013 (CET)

Bestätigung der Oszillationen

Ich würde evtl. den Teil in dem es heißt "die Wissenschaftsgemeinde geht davon aus..." insofern ändern, als dass ich erwähnen würde, dass z.B. mit SNO der gemessene Gesamtneutrinofluss mit der Erwartung übereinstimmt. Was letztlich ein starker Hinweis/Beleg für Oszillationen ist. Würde der Sache m.E. einen objektiveren Charakter geben. --87.165.63.140 14:29, 31. Dez. 2014 (CET)

Dass sie kaum Wechselwirkungen in der Sonne eingehen (abgesehen vom MSW-Effekt), lässt sich nicht direkt beobachten, aber natürlich vorhersagen und durch Experimente auf der Erde gut überprüfen. Der ganze Absatz klingt aber seltsam. --mfb (Diskussion) 17:03, 31. Dez. 2014 (CET)

Takaaki Kajita und Arthur B. McDonald

Da die beiden nichts weniger als den Nobelpreis für die Entdeckung der Neutrinooszillation erhalten haben, sollten sie im entsprechenden Artikel doch wenigstens mal erwähnt werden, oder etwa nicht? 176.2.139.194 12:57, 6. Okt. 2015 (CEST)

Sind sie nun. --mfb (Diskussion) 19:45, 9. Okt. 2015 (CEST)

Wie ist das mit Energie- und Impulssatz?

Dass sich ein Teilchen von positiver Ruhemasse ohne weiteren Reaktionspartner in eines mit anderer Ruhemasse verwandelt, ist wegen der Erhaltungssätze von Energie und Impuls doch eigentlich unmöglich. Ist die Verletzung dieser Sätze in der vorgestellten Theorie so klein, dass sie unter dem Deckmantel der Unschärferelation noch erlaubt ist, oder ist sie einfach der zu akzeptierende Preis für eine neue Physik, oder gibt es ein anderes logisches Schlupfloch? Da ich wohl nicht der einzige Leser bin, dem das merkwürdig vorkommt, sollte die Frage vielleicht im Artikel angesprochen werden. – Binse (Diskussion) 18:15, 9. Okt. 2015 (CEST)

Es gibt keine "Masse des Elektronneutrinos" (als Beispiel). Wenn der Prozess ein Elektronneutrino produziert, dann ist das eine Superposition aus den drei Masse-Eigenzuständen. Die relativen Anteile der Eigenzustände bleiben immer gleich, nur ihre Phasen verschieben sich, womit das Neutrino später als Myon- oder Tauneutrino wechselwirken kann. --mfb (Diskussion) 19:44, 9. Okt. 2015 (CEST)

"Theoretische Grundlagen"

Ich würde gerne mehrere Dinge bzgl. der theoretischen Grundlagen-Darstellung dieses Artikels diskutieren:

1. Die Darstellung als ebene Welle eigentlich falsch ist. Sie führt zu allerlei komischen Annahmen und Fragen nach Energie-/Impuls-erhaltung, hat aber den Vorteil, dass man das sehr einfach rechnen kann. Ich würde daher zwei, drei Sätze einfügen, die klarstellen, dass diese Rechnung "eigentlich falsch" ist, aber das richtige Ergebnis liefert.

2. Da in der Diskussion häufiger die Frage nach dem "Warum oszillieren sie jetzt" kam, könnte man auf die QFT verweisen, in dem Sinne, dass die Wechselwirkung bei W-Austausch durch Vorkommen beider Isospins "Drehungen" der Basis nicht trivial werden lassen. Also, dass durch die Form der angenommenen Wechselwirkungen (im Lagrangian) eine Unterscheidung der verschiedenen Zustände (sinnvoll) möglich ist. Effektiv eine genauere Ausführung, warum die zweite Annahme zu Beginn des Abschnitts aus theoretischer Sicht sinnvoll ist.

3. Es gibt eine Möglichkeit die ebene Wellen Herleitung ohne die Annahme gleicher Energien oder Impulse durchzuführen. (Was sie natürlich nicht richtiger macht) Sie könnte hier ggf. die alte Rechnung ersetzen, aber nur falls das auch anderen als mir sinnvoll erscheint.

-Lambdaquer (Diskussion) 23:37, 6. Nov. 2015 (CET)

Hallo Lambdaquer! Zu Deiner Frage eine Gegenfrage: Gibt es keine „richtige“ Begründung auf etwa dem alten Niveau? Dann würde mir eine zweistufige Erklärung gefallen. Die erste eher „Oma-tauglich“, die ich vielleicht verstehe, und dann die tiefergehende mit Ws und Isospin?

Eben habe ich ein paar Kleinigkeiten an der Rechnung und den Erklärungen korrigiert, rein redaktionell; muss aber dazusagen, dass ich das Ganze noch recht unvollkommen verstehe. Mein Hauptproblem, das Du vielleicht schnell klären kannst: In welchem Flavour das Teilchen reagiert, kann offenbar nicht vom Bewegungszustand des Beobachters abhängen. Also muss doch auch ein ruhendes Neutrino oszillieren, in Eigenzeit. Da es positive Ruhemasse hat, gibt es ein entsprechendes Inertialsystem. Die Umrechnung auf Strecke bei gegebener Geschwindigkeit wäre trivial, bei relativistischen Neutrinos eine Fingerübung. Aber irgendwas scheint an dem Gedankengang nicht zu stimmen, sonst stünde er ja wohl schon da.- Binse (Diskussion) 00:19, 24. Nov. 2015 (CET)

Da wäre erstmal die Frage, in welchem Bezugssystem welcher Masseneigenzustand ruht und welcher nicht. --mfb (Diskussion) 14:26, 24. Nov. 2015 (CET)

Ist das tatsächlich eine Frage? An Dispersion und ein Wellenpaket habe ich bisher nicht gedacht. Ich hätte geglaubt, dafür braucht man ein Kontinuum von Frequenzen und nicht nur drei. Die Rechnung im Artikel geht auch von gleichen Geschwindigkeiten der drei Masseneigenzustände aus. Die ist allerdings, wie ja Lambdaquer anmerkt, ohnehin kaum akzeptabel, indem sie (ohne Begründung) trotz unterschiedlichem Impuls jedem Masseneigenzustand die gleiche Energie zuordnet.- Binse (Diskussion) 00:45, 26. Nov. 2015 (CET)

Schon bei drei Neutrinosorten findest du kein Bezugssystem mehr, in dem "das Neutrino" als Flavor-Eigenzustand ruht. Einer der Masseneigenzustäde ruht in einem geeignet gewählten Bezugssystem. --mfb (Diskussion) 11:38, 26. Nov. 2015 (CET)

Ist ja interessant. Dann stimmt also die Rechnung im Artikel schon zweimal nicht: einmal durch die als gleich angenommenen Energien und zum zweiten durch die als gleich angenommenen Geschwindigkeiten. Außerdem denke ich, dass es im Artikel erwähnt werden sollte, dass die Masseneigenzustände unterschiedlich schnell reisen und die daraus gemischten Flavour-Eigenzustände (wenn ich Dich recht verstehe) gleich gar keine definierten Geschwindigkeiten haben. Dazu gleich die Frage: Werden bei Erzeugung, sagen wir eines $\nu _{e}$, die Energien und Geschwindigkeiten zufällig zugeteilt, mit einer bestimmten Verteilungsfunktion, oder nach einer festen Relation? Letzteres sieht mir unwahrscheinlich aus, weil sich ein kurzer Puls wie von einer Supernova auf einem genügend langen Weg entmischen könnte und damit einen Masseneigenwert der Messung zugänglich machen würde.- Binse (Diskussion) 16:36, 26. Nov. 2015 (CET)

Der Geschwindigkeitsunterschied ist winzigst. Entspricht beim CERN->OPERA Strahl (730 km) etwa dem Durchmesser eines Protons, da sind andere Effekte wichtiger. Produziert wird wie immer eine Superposition mit einem gewissen Bereich an Energien und entsprechend auch einem gewissen Bereich an Impulsen. Nur eine präzise Messung von einem dieser Werte würde das Neutrino darauf festlegen. --mfb (Diskussion) 16:50, 26. Nov. 2015 (CET)

Danke mfb!- Binse (Diskussion) 13:42, 27. Nov. 2015 (CET)

Damit scheint mir meine alte Frage wieder sinnvoll: Es gibt also Bezugssysteme, in denen die Bewegungsenergie unmessbar klein ist. Gleichwohl oszillieren, da vom Bewegungszustand des Beobachter unabhängig, die Flavour-Variable und folglich die Phasen der Masseneigenzustände, offenbar gegenüber der Eigenzeit. Bin ich immer noch auf dem Holzweg, oder was ist da los? Lässt sich der Effekt ohne QFT gar nicht erklären?- Binse (Diskussion) 16:14, 27. Nov. 2015 (CET)

Der Effekt lässt sich verstehen, sobald man das Konzept einer Superposition (insbesondere von Masseneigenzuständen) versteht. --mfb (Diskussion) 17:23, 27. Nov. 2015 (CET)

Oh bitte noch ein bisschen Geduld mfb! Das Prinzip ist, dass jede Linearkombination von Zustandsvektoren (Wellenfunktionen) mit konstanten komplexen Koeffizienten wieder einen Zustandsvektor (eine Wellenfunktion ) ergibt. Was hat das mit dem Hamilton-Operator der Masse und dessen Eigenwerten zu tun? Meine Frage ist doch, wo die Oszillation der Phasen der Eigenzustände herkommt, und warum das nicht in einer korrekten (oder besser begründeten) Rechnung zu zeigen ist. Das steht doch völlig vor der Superposition.- Binse (Diskussion) 23:56, 27. Nov. 2015 (CET)

Allerdings: Der "insbesondere..."-Einschub in Deiner Antwort deutet wohl an, dass es mit der Masse eine besondere Bewandtnis hat, die Oma entgangen ist. Magst Du sie verraten?- Binse (Diskussion) 13:24, 28. Nov. 2015 (CET)

Die Oszillation der Phasen kommt im Ruhesystem der jeweiligen Massenzustände durch die unterschiedlichen Massen= Energie => exp(i* m_j * tau) zustande. Allerdings hinkt das natürlich wieder, weil man sowas wie eine "durchschnittliche Eigenzeit" für die Rechnung braucht. (Läuft am Ende auf gleiche Impulse raus). Ich habe das leider noch nicht genauer angeschaut aber ich gehe davon aus, dass der Übergang von Mischung von Feldern aus der QFT zu Zuständen in "normaler" QM der Punkt ist, wo diese Unstimmigkeiten herkommen.

Deswegen nochmal zurück zum Anfang der Diskussion: Für die einfache Erklärung braucht man schon QM, also wird das mit Verständlichkeit "für Oma" leider schwierig. Ggf. könnte man versuchen Analogien zu Rotationen in Vektorräumen zu ziehen, aber der Gedanke ist bei mir noch nicht völlig ausgereift, ich lass das aber mal so als Denkanstoß hier stehen. -Lambdaquer (Diskussion) 01:31, 2. Dez. 2015 (CET)

Syntaxfehler im HTML-Code

Die HTML-Version enthält syntaktische Fehler, eine Formel wird dadurch nicht korrekt dargestellt:

"wobei NH die normale Hierarchie mit \Delta m^{2}>0 beschreibt und IH die inverse Hierarchie mit \Delta m^{2}<0. Die Winkel lauten wie folgt:

   Fehler beim Parsen (Syntaxfehler): s_{12}^{2} = 0{,}307\,,\; s_{23}^{2} = \begin{cases}0{,}386 & (\mathrm{NH})\\0{,}392 & (\mathrm{IH})\end{cases}\,,\ s_{13}^{2} = \begin{cases}0{,}0241 & (\mathrm{NH})\\0{,}0244 & (\mathrm{IH})\end{cases}\,,\ \delta = \begin{cases}1{,}08\pi & (\mathrm{NH})\\1{,}09\pi & (\mathrm{IH})\end{cases}.

Zusätzlich seien die \alpha _{i}=0. Daraus ergeben sich folgende MNS-Matrizen: ..."

bitte korrigieren!

Götz Wankelmuth 12.12.2015

--2003:65:C80E:F900:5414:4FF5:10D:4602 08:14, 12. Dez. 2015 (CET)

Da sind gestern Leerzeichen verloren gegangen. Repariert, danke für den Hinweis. --mfb (Diskussion) 14:06, 12. Dez. 2015 (CET)

Einleitungssatz

Was sind "Komponenten von Neutrinos" ? --Hannover86 (Diskussion) 14:18, 9. Mär. 2017 (CET)

Die Flavorzustände sind eine Superposition der Massenzustände, ich denke diese Massenzustände sind als Komponenten gemeint. --mfb (Diskussion) 01:56, 10. Mär. 2017 (CET)

Sollte die Einleitung nicht besser so beginnen: "Neutrinooszillation ist die periodische Umwandlung von Neutrinos eines Flavors in einen anderen und zurück." o.ä. --jbn (Diskussion) 09:37, 10. Mär. 2017 (CET)

Formulierungsvorschlag

Elektron-Neutrinos werden bisherigen Erkenntnissen zufolge wahrscheinlich in sehr großer Zahl bei Kernfusionsprozessen im Inneren der Sonne erzeugt. - Zufrieden bin ich damit noch nicht. Was heißt Zahl? In welcher Größenordnung bewegen wir uns da? Hier auf der Erde kommt jedenfalls kaum etwas davon an. --Hannover86 (Diskussion) 15:16, 9. Mär. 2017 (CET)

Was hier auf der Erde ankommt, sind grob 10 Milliarden pro Quadratzentimeter und Sekunde. Artikel beschreiben immer die bisherigen Erkenntnisse, aber die Zahl der produzierten Neutrinos ist sehr gut bekannt. --mfb (Diskussion) 01:55, 10. Mär. 2017 (CET)

10 Milliarden ? Wo ist die Quelle dafür? Bisher habe ich nirgends solche Angaben gefunden. --Hannover86 (Diskussion) 09:52, 10. Mär. 2017 (CET)

zwischen 60 und 70 Milliarden eigentlich. Diese Angaben gibt es in eigentlich jedem Populärwissenschaftlichen Artikel zum Thema (zum Beispiel hier), auf den Plakaten, Internetseiten, Vorträgen der entsprechenden Arbeitsgruppen (zum Beispiel hier) und sie lassen sich sehr leicht ergoogeln (try it!). Viele Grüße und viel Erfolg bei zukünftiger eigenständiger Recherche --Cube22 (Diskussion) 10:21, 10. Mär. 2017 (CET)

Man kann den Fluss sogar richtig abschätzen, wenn man nur die als Licht ankommende Sonnenenergie von ca. 1 kW/m^2 zugrundelegt: [1] . Aber warum das hier in den Artikel sollte, sehe ich nicht. --jbn (Diskussion) 10:38, 10. Mär. 2017 (CET)

Also in Homestake-Experiment steht, dass die gemessene Einfangrate nur 0,5 Neutrinos pro Tag war, und das sei nur etwa ein Drittel der aus den Standardmodellen der Sonne und der Elementarteilchenphysik vorhergesagten Zahl. Macht 1,5 Neutrinos pro Tag. Das meine ich mit Diskrepanz ! --Hannover86 (Diskussion) 11:55, 10. Mär. 2017 (CET)

Reaktionen mit Neutrinos haben einen extrem geringen Wirkungsquerschnitt. Den kann man aber für ein gegebenes Experiment ziemlich sicher berechnen. Wenn man also für 60 Mrd. Neutrinos pro Sekunde und Quadratzentimeter 1,5 Reaktionen pro Tag im ganzen Detektor erwartet, aber nur 0,5 misst ist das die Diskreptanz die das solare Neutrinoproblem ausmacht. Die unterschiedlichen Größenordnungen des tatsächlichen Neutrinoflusses und der Häufigkeit der Reaktionen spielt dabei keine Rolle, sondern entspricht den Erwartungen. --Cube22 (Diskussion) 12:07, 10. Mär. 2017 (CET)