Interakcja neutrin z gęstymi strukturami molekularnymi

Czy gęste struktury molekularne na cięższych planetach (krystaliczne lub inne związki, które są nam ogólnie nieznane) pozwoliłyby przejść neutrina tak łatwo, jak na Ziemi?

matter neutrinos

— Cymatical
źródło

Odpowiedzi:

Neutrina nie przechodziłyby przez białe karły lub gwiazdy neutronowe tak łatwo jak przez Ziemię, mierzone szybkością rozpraszania na odległość, ponieważ te typy gwiazd są bardzo gęste: białe karły około milion razy gęstsze od wody, gwiazdy neutronowe o gęstości tak gęstej jak jądra atomowe.

Aby rozproszyć neutrino z szansą> 50%, po prostu potrzebujesz wnętrza gwiazdy neutronowej wzdłuż 10-krotności średnicy orbity Ziemi wokół Słońca:

Przekrój rozproszenia neutrino-nukleonu jest mniej więcej taki $10^{-38}cm^2=10^{-42}m^2$ dla neutrin o energiach powyżej około 1 GeV, zgodnie z tym artykułem . Protonowej ma średnicę około $1.75\cdot 10^{-15}m$ . Z

1.75 \cdot 10^{- 15} m / 10^{- 42} m^{2} = 1.75 \cdot 10^{27}

$1.75\cdot 10^{-15}m/10^{-42}m^2=1.75 \cdot 10^{27}$ potrzebujemy około

1.75 \cdot 10^{27}

$1.75\cdot 10^{27}$ nukleony z rzędu, aby rozproszyć neutrino. To jest około

1.75 \cdot 10^{27} \cdot 1.75 \cdot 10^{- 15} m = 3 \cdot 10^{12} m = 20 a.u.

$1.75\cdot 10^{27}\cdot 1.75\cdot 10^{-15}m=3\cdot 10^{12}m=20\mbox{ a.u.}$ jako przybliżony szacunek. (Dla uproszczenia zlekceważyłem wykładniczo zmniejszające się natężenie wiązki neutrin w ośrodku rozpraszającym.) Neutrina prawdopodobnie rozproszą się nieco łatwiej w gwiazdach neutronowych niż w tej samej liczbie pojedynczych neutronów, ale to przypuszczenie oparte na rozproszenie przekroju dla cięższych jąder.

— Gerald
źródło

Wow, trudny temat dla amatorów. Nawet przy matematyce i pojawiającym się zrozumieniu względnych stosunków odległości, a raczej porównania przestrzennego, między oddziaływaniem kwantowym w porównaniu do Słońca i orbit planetarnych wydaje się zdumiewające, że jedna forma „materii” nie wchodzi w interakcje z innymi formami.

— Cymatical

To powiedziawszy, sprawdź Thunderbolt Project na Youtube, aby uzyskać bardzo, bardzo świeże spojrzenie na wszechświat. Z teorii komet elektrycznych, która w dużej mierze dowodzi, że na wietrze słonecznym cały wodór pozbawiony elektronu topi się z katodą +++++ / -----

— ładowaną

Imponującą rzeczą w neutrinach jest to, że potrzebujesz około jednego roku świetlnego ołowiu, aby zatrzymać neutrino przez około 50% czasu . Wynika to z tego, że neutrina słabo oddziałują z materią.

Tak, aby odpowiedzieć na twoje pytanie, to by się udało $X$ różnica czasu w kryciu neutrin, jeśli zabierzesz planetę $X$ razy większy promień lub $X$ razy gęstsze. Jednak efekt netto będzie nadal znikomo mały.

Również struktury na poziomie molekularnym nie wpływają na interakcję z neutrinami, ale raczej na strukturę jądrową.

— Alexey Bobrick
źródło

Ok, więc czy gęstość atomowa atomów w czerwonych lub brązowych gwiazdach karłowatych jest wystarczająco wysoka, aby oddziaływać z neutrinami?

— Cymatical

To zależy od tego, co masz na myśli przez interakcję. Ziemia wchodzi również w interakcje z neitrinos. Jednak zarówno dla Ziemi, jak i brązowych karłów krycie neutrin jest niewielkie i zbliżone do zera.

— Alexey Bobrick

@AlexeyBobrick Może pomóc mówić o przekroju interakcji. Możesz być nieco bardziej precyzyjny w swojej odpowiedzi, gdy mówisz „wciąż znikająco mały”.

— astromax

@astromax, biorąc pod uwagę, że pytanie brzmi „współdziała czy nie”, odpowiedź brzmi po prostu „nie” na argument, że

10^{4} - 10^{6} km

$10^{4}-10^{6} \textrm{km}$ zwykłej materii jest o około dziesięć rzędów wielkości mniejsza niż rok świetlny.

— Alexey Bobrick

Poczekaj chwilę. Twoja „imponująca rzecz” z perspektywy czasu jest nieprawidłowa. Jest to rok świetlny, jeśli chodzi o interakcję w 50% przypadków. Edytuję twoją odpowiedź, aby to odzwierciedlić. Po drugie, nadal uważam za stosowne i pouczające włączenie ogólnej dyskusji na temat przekroju interakcji. Weź to lub zostaw - nie trzeba ze mną debatować na ten temat.

— astromax