Neutrino Oscillation.

[RaumKraehe]

Moin

Ich war gestern im Desy bei einem netten Vortrag zum Thema Neutrinos.
Dort wurde auch die Geschichte der Entdeckung von Neutrinos angerissen. Sehr spannend.

Im Grund läuft es ja darauf hinaus das nun mit recht hoher Wahrscheinlichkeit bewiesen ist das Neutrinos Oszillieren.

Nur wurde die Frage, warum die Oszillieren wurde nicht angesprochen.

Weiß man das schlicht noch nicht? Oder gibt es dafür schon eine Erklärung?

Spinnerei: Könnte nicht die Neutrinos die dunkel Materie erklären. Immerhin interagiert DM auch mit praktisch nichts. Wie bei den Neutrinos glaubte man lange Zeit nicht das man die Partikel/Materie überhaupt jemals nachweisen kann. Bis heute geht das ja auch nur indirekt.
Nun haben Neutrinos aber eine Masse. Das ist ja Quasi Fakt. Auch wenn diese sehr sehr klein ist und bis her unbekannt.
Was ist wenn dunkle Materie nur ein Mega Großer Haufen Neutrinos wären die durch irgend einen Mechanismus, den wir noch nicht kennen in großer Masse sogar Gravitationsfelder erzeugen könnten?

Was meint ihr?

[josefYY]

Ich meine mich erinnern zu können vor ein zwei Jahren dies bzgl. mal einen Artikel gelesen zu haben.
Sprich man hat durchaus in Erwägung gezogen das Neutrinos eine Erklärung für die Dunkle Materie sein könnten.
Aber nach diversen Untersuchungen spricht wohl einiges dafür dass dem nicht so ist.
Kann mich aber leicht nicht mehr an die Details erinnern.

[Gipsel]

Im Grund läuft es ja darauf hinaus das nun mit recht hoher Wahrscheinlichkeit bewiesen ist das Neutrinos Oszillieren.

Nur wurde die Frage, warum die Oszillieren wurde nicht angesprochen.

Weiß man das schlicht noch nicht? Oder gibt es dafür schon eine Erklärung?Da gibt es natürlich eine Erklärung für. Die ist aber vielleicht ohne Hintergrund nicht so einfach zu verstehen. Im Prinzip läuft es darauf hinaus, daß die Masseneigenzustände nicht mit den Eigenzuständen der schwachen Wechselwirkung deckungsgleich sind, sondern jede der drei durch ihre Wechselwirkung definierten Neutrinoarten (e-, µ-, τ-Neutrino) eine Mischung aus drei verschiedenen Masseneigenzuständen darstellt, sie also jeweils gemischt auftreten (das wird üblicherweise durch eine Matrix beschrieben; das ist formal eine Drehmatrix, die die Eigenzustände um die "Mischungswinkel" gegeneinander verdreht *). Die einzelnen Anteile der Wellenfunktion eines Neutrinos haben (wegen der unterschiedlichen Masse) leicht unterschiedliche Wellenlängen/Frequenzen. Damit tritt nach einer gewissen Flugstrecke eine Verschiebung zwischen den Anteilen auf, die eben eine Änderung der Zusammensetzung des Neutrinos (also der Mischungsverhältnisse der drei Neutrinoarten) ausdrückt.
Spinnerei: Könnte nicht die Neutrinos die dunkel Materie erklären. Immerhin interagiert DM auch mit praktisch nichts.Nein, Neutrinos sind zu leicht. Die sind so leicht, daß ihre Masse nicht ausreicht, obwohl es so viele davon gibt. Man kann zwar keinen genauen Zahlenwert angeben, aber die Oszillationen ergeben eine untere Grenze, andere Messungen eine obere. Und ich kann mich dunkel daran erinnern, von Simulationen gelesen zu haben, die die großen im Universum beobachtbaren Strukturen zu erklären versuchten und mit verschiedenen Partikelkandidaten rumgespielt haben. Die vorhergesagten Strukturen unterscheiden sich je nach Temperatur bzw. Geschwindigkeit der Partikel zum Zeitpunkt der Entkopplung von der restlichen Materie im Universum. Neutrinos ergaben da wohl deutliche Abweichungen, sind also ein eher schlechter Kandidat.

*): Bei Quarks gibt es das Äquivalent dazu auch (https://de.wikipedia.org/wiki/CKM-Matrix), das Konzept ist also nicht neu. Und auch da führt das zu beobachtbaren Oszillationen zwischen Teilchen (z.B. bei den B-Mesonen; ist aber ein wenig komplizierter, weil die nicht stabil sind; die zerfallen also auch noch während der Oszillation).

[Mortalvision]

Neutrinos reisen ja sehr schnell, damit kommen sie nicht für die Lösung der außen zu schnell rotierenden Galaxien in Frage...

[DrumDub]

passend dazu:

Sind Neutrinos ihre eigenen Antiteilchen? (spektrum.de) (http://www.spektrum.de/news/sind-neutrinos-ihre-eigenen-antiteilchen/1445981)

[RaumKraehe]

Da gibt es natürlich eine Erklärung für.

Ich danke für die Erklärung. Auch wenn, wie du schon vermutest ich es natürlich nicht komplett verstanden habe. Aber ich denke zumindest noch darüber nach. :)

Wobei ich dann auf die Frage komme: Wozu sind die gut? Also die Neutrinos.

So wie ich das nun verstanden habe spielen ja Neutrinos auch eine wichtige Rolle bei der Frage in wie weite sich unser Universum weiter ausdehnen könnte oder nicht. Auch wenn Neutrinos eine extrem kleine Masse haben spielen sie in dieser Überlegung ja doch eine Rolle. Schlicht durch die schiere Masse an Teilchen.

Also können, theoretisch, Neutrinos immerhin so viele Masse/Gravitation erzeugen um die Geschichte des Universums zu steuern. Warum sollten sie nicht auch, mal ein Phänomen das wir nicht kennen vorausgesetzt, die Gravitation der Dunklen Materie erklären können.

Im Grunde ist es doch so, selbst wenn ein Teilchen extrem leicht ist braucht man halt eben extrem viele davon um auf eine gleiche Masse zu kommen wie mit anderen Teilchen. Oder nicht?

[Mortalvision]

Ugh, da kenne ich mich nicht so gut aus. Ich weiß nur, dass durch die Fusion innerhalb der Sonne sehr viele Neutrinos entstehen, und dass der Masseverlust der Sonne neben der Abstrahlung als Licht auch durch die Neutrinos abgeführt wird.
Was ich aber sicher weiß: dass irre viele Neutrinos bei einer Supernova entstehen, und die ca. 10% der gesamten Energie wegblasen, Rest verschiedene Strahlung und bisserl Kinetik.

[RaumKraehe]

Ugh, da kenne ich mich nicht so gut aus. Ich weiß nur, dass durch die Fusion innerhalb der Sonne sehr viele Neutrinos entstehen, und dass der Masseverlust der Sonne neben der Abstrahlung als Licht auch durch die Neutrinos abgeführt wird.
Was ich aber sicher weiß: dass irre viele Neutrinos bei einer Supernova entstehen, und die ca. 10% der gesamten Energie wegblasen, Rest verschiedene Strahlung und bisserl Kinetik.

Jup, bei der letzten Sichtbaren Supernova sind die Neutrinos drei Stunden vor dem Licht auf der Erde eingetroffen.
Ca. 70 Milliarden fliegen pro Sekunde durch deinen Daumennagel.

(das heist nicht das die schneller als das Licht sind, sondern die sind einfach früher abgeflogen quasi falls das falsch verstanden wird)

[Mortalvision]

Hehe, die sind schon zur selben Zeit losgeflogen ;) aber das Licht musste sich erstmal durch einen massiven Stern quälen. Wo es sonst Jahrzehntausende braucht, bis ein Photon mal vom Kern zur Photosphäre kommt (bei unserer Sonne), sind drei Stunden bis zum sichtbaren Supernovaausbruch irgendwie ein Klacks. Ok, der in etwa 2-3 Sonnenmasse dem sich bildenden Neutronenstern wird ja auf schlappe 30-39 Milliarden Kelvin aufgewärmt. Bei der Temperatur würde uns die Atomteilchen aus dem Leib reißen.