Transmutación de neutrinos.

[Pola]

Buenas tardes.

Consultando un libro que tengo de Francisco Ynduráin ("Electrones, neutrinos y quarks" Edición Drakontos bolsillo) me encuentro que en la página 227dice: "La conclusión es inevitable: en el camino entre el sol y la tierra, ya sea por oscilación o por desintegración, se transmuta algo más de la mitad de los neutrinos electrónicos en los otros dos tipos de neutrinos".

En las páginas 228 y 229. dice:
"...como mucho el neutrino electrónico tiene una masa de treinta millonésimas de la del electrón"
"--Tenemos que la masa del neutrino muónico es menos que un tercio de la del electrón)
" y la del neutrino tau podría, como máximo, ser cincuenta veces la del electrón.

Lo que no entiendo es de dónde sacan energía los neutrinos electrónicos para transmutar en neutrinos muónicos o tau, con la diferencia de masa que hay entre ellos.

[arivasm]

Los tres sabores del neutrino (electrónico, muónico y tauónico) no son autoestados de la masa. Es decir, el neutrino electrónico, por ejemplo, no tiene una masa bien definida (en el sentido de que posea un único valor, idéntico para todos ellos), sino que sus masas se distribuyen según un rango de valores. Cuando se habla de la masa de ese neutrino en realidad se está hablando del valor medio.

En consecuencia, cualquier neutrino que tenga su sabor bien definido será una superposición de los autoestados de la masa, que son tres (es habitual referirse a ellos como $\nu_1$,$\nu_2$ y $\nu_3$). Por supuesto, también es posible darle la vuelta y decir que cualquier neutrino cuya masa esté bien definida es una superposición de los autoestados de sabor, que es lo mismo que decir que tiene cierta probabilidad de interactuar como neutrino electrónico, otra para hacerlo como muónico y otra para hacerlo como tauónico.

Cuando se emite un neutrino en un proceso en el que, por ejemplo, participe un electrón o un positrón, la partícula que sale y se propaga es una superposición de los $\nu_1$, $\nu_2$ y $\nu_3$ (por si eso era poco, esa superposición va cambiando a medida que aumenta la distancia, debido a que las diferencias en masa de los tres autoestados dan lugar a una forma diferente de propagarse -en el sentido de que sus fases avanzan de diferente manera-). Por esa razón, un detector en el que suceda una interacción de tipo muónico, por ejemplo, tendrá cierta propabilidad de interactuar y un observador dirá que "se emitió un neutrino electrónico pero se detectó uno muónico".

Quizá te lo explique mejor Crespo:

[teclado]

Hola,

Me han animado a releer este artículo de Francis Villatoro que os recomiendo en el que habla sobre las oscilaciones de neutrinos. Es de hace ya 10 años, pero no creo que haya perdido vigencia.

Sobre lo que pregunta Pola, yo diría que esa energía que se transforma en masa en reposo durante estas oscilaciones solo puede provenir de la energía cinética que tenga el neutrino, ya que al fin y al cabo en la práctica son partículas libres que no interaccionan de ninguna manera con nada más.

Un saludo.

[Alriga]

Recordad que las oscilaciones de neutrinos recibieron el Premio Nobel de 2015, y de eso tenemos un hilo en La web de Física: Anuncio del Premio Nobel en Física 2015

Saludos.

[carroza]

Sobre lo que pregunta Pola, yo diría que esa energía que se transforma en masa en reposo durante estas oscilaciones solo puede provenir de la energía cinética que tenga el neutrino, ya que al fin y al cabo en la práctica son partículas libres que no interaccionan de ninguna manera con nada más.

Hola. Es importante entender lo que explica arivasm. El neutrino electronico No es un autoestado de la masa. Por tanto, cuando se emite un neutrino electronico, ese estado No tiene una energía bien definida. Por tanto, no tenemos que buscar fuentes de energía extra para las oscilaciones de neutrinos.

Saludos

[Pola]

Pues muchas gracias por las respuestas. Me temo que el asunto excede mi capacidad...

[teclado]

Hola carroza, gracias por la aclaración.

Si los neutrinos no tienen una energía definida en su emisión, cuando se da una desintegración beta $n^0 \rightarrow p^+ + e^- + \bar{\nu}_e$, la energía del protón y el electrón, ¿tampoco lo está? ¿Si las midiera de alguna manera, el neutrino se quedaría en un estado de masa definida y dejaría de oscilar?

Un saludo.

[carroza]

Hola. Si midieras perfectamente las energías y momentos de protón y electrón, podrías determinar la energía y el momento del neutrino. A partir de esas medidas muy precisas (con precisión de 0.01 eV) podrías medir las masas de los tres autoestados de masa del neutrino.

Encontrsrias que los tres autoestados de masa aparecen con las probabilidades dadas por los coeficientes al cuadrado del estado del neutrino electrónico desarrollados en los tres autoestados de masa del neutrino.

Saludos.