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