Esta afirmación se repite con tanta frecuencia que se ha convertido en una especie de cliché: "miles de millones de neutrinos pasan por tu cuerpo cada segundo". Por ejemplo, véase 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 .
¿Cuáles son las pruebas de ello, sobre todo teniendo en cuenta que nunca hemos detectado ni siquiera un centenar de neutrinos en un segundo a través de un detector?
Esos neutrinos provienen del Sol. La fusión convierte protones en neutrones, por lo que debe producir neutrinos. Se puede calcular el número de reacciones nucleares necesarias para la producción de energía y obtener un número para el flujo de neutrinos.
También se puede estimar el flujo a partir de la sección transversal del detector.
Las dos tasas difieren en un factor de aproximadamente tres. Esto se resolvió gracias a las oscilaciones de los neutrinos entre los tres sabores (neutrinos de electrón, muón y tauón).
Para ampliar un poco lo dicho por @Pieter : Si sabemos, por ejemplo, que el 99,9999999% de los neutrinos que pasan por un detector no serán detectados, y nuestro detector realmente detecta uno al día, entonces sabemos que aproximadamente $1/(1-0.999999999)$ neutrinos al día han pasado por el detector. La "sección transversal" se refiere a la fracción de neutrinos que pasan por el detector y se detectan.
@S.McGrew Efectivamente. Y diferentes detectores (con diferentes núcleos y diferentes probabilidades de detección) midieron el mismo flujo. Que fue aproximadamente un factor tres menor de lo esperado. Así que las incertidumbres experimentales no son grandes en absoluto.
Dado que difieren entre sí, "Los dos índices difieren en un factor de aproximadamente tres" es más claro. "Ambos difieren" hace que parezca que hay un tercer valor del que ambos difieren.
La existencia de los neutrinos se estableció utilizando la conservación de la energía y el momento en las desintegraciones de los neutrones. Se han realizado experimentos con haces de neutrinos y antineutrinos tanto en el Cern como en Brookhaven y se ha establecido su sección transversal de interacción con la materia. Para que un neutrino interactúe en el detector significa que han pasado miles sin interactuar, según los cálculos teóricos. Tu "¿que nunca hemos detectado ni siquiera cien neutrinos en un segundo a través de un detector? " es engañoso, porque el que detectamos, matemáticamente significa que el flujo del haz calculado es correcto según la teoría
Existe una teoría sólida que puede estimar el número de neutrinos dados ciertos supuestos de lo que es el fondo cósmico de partículas cargadas.
Por ejemplo, medimos el flujo de muones a nivel del mar, y los muones se descomponen en electrones y un neutrino de muón y un antineutrino de electrón, por lo que sabemos por la cinemática cuál es el flujo de neutrinos inducido por los muones a nivel del mar. ( un flujo medio de aproximadamente 1 muon por centímetro cuadrado por minuto. lejos de miles de millones)
Hay detectores que detectan neutrinos solares y éstos también están de acuerdo con la teoría dominante de las interacciones débiles. Estos cumplen con la receta de billones ,
El flujo de neutrinos solares en la superficie terrestre es del orden de $10^{11}$ por centímetro cuadrado por segundo.
La teoría dice que debería haber neutrinos relictos cósmicos Ello se debe a su desacoplamiento en el modelo del Big Bang, similar al Fondo Cósmico de Microondas, lo que añadiría órdenes de magnitud a los neutrinos de fondo de muy baja energía, pero esto es todavía un predicción teórica.
Técnicamente.. nuestro sol por sí solo produce suficientes neutrinos que POR SEGUNDO POR CENTIMETRO CUADRADO llegan a la tierra unos 60.000 millones de neutrinos (más o menos la superficie que cubre la uña de tu dedo pulgar) [mil millones americanos].
Esta es una explicación útil; +1. "Su "que nunca hemos detectado ni siquiera cien neutrinos en un segundo a través de un detector " es engañosa, porque el que sí detectamos, matemáticamente significa que el flujo del haz calculado es correcto según la teoría". No estoy de acuerdo en que la afirmación sea engañosa. Es una pregunta legítima, con una buena respuesta.
Como otros han señalado, los neutrinos provienen del sol. Por lo tanto, hay dos formas de estimar el flujo de neutrinos: una es teórica y la otra es experimental.
La vía teórica se basa en la Modelo solar estándar . Se trata de un modelo bien entendido y con una sólida validación experimental, por lo que los astrónomos y astrofísicos tienen una gran fe en él. Según este modelo, el flujo de neutrinos solares está dominado por las reacciones de fusión protón-protón, que generan un flujo de neutrinos electrónicos de aproximadamente $6 \times 10^{10}\ \mathrm{cm^{-2}\ s^{-1}}$ en $1\ \mathrm{AU}$ .
La forma experimental consiste en construir detectores de neutrinos y medir el flujo. Debido a que la sección transversal es extremadamente pequeña, es difícil construir un detector que pueda recoger suficientes datos para reducir la incertidumbre estadística y sistemática y así poder calificar una medida de precisión. Sin embargo, se ha trabajado mucho en este campo y se han obtenido resultados con incertidumbres de un porcentaje más o menos.
Los resultados experimentales y las predicciones teóricas no coincidían entre sí; se alejaban por un factor de tres, lo que constituía el llamado Problema del Neutrino Solar. Esto se resolvió formulando la hipótesis, y luego verificando experimentalmente, de que los neutrinos de electrones producidos en el sol "oscilaban" en otros sabores de neutrinos (muón, tau) en el momento en que eran detectados en la tierra, por lo que ahora las mediciones experimentales del flujo de neutrinos coinciden con las predicciones teóricas.
Haciendo de abogado del diablo por un momento: ¿cómo se puede distinguir experimentalmente entre, por ejemplo, 1.000 millones de neutrinos/segundo de los que se detectan 10/millones, y 10.000 millones de neutrinos/segundo de los que se detectan 1/millón?
@TLW: Sólo con el flujo de neutrinos detectado, no se puede saber. Pero si el cálculo teórico A, sobre la producción del sol, dice que deberíamos esperar mil millones de neutrinos/seg, el cálculo teórico B, sobre el detector, dice que deberíamos esperar detectar 10 por millón de estos, y efectivamente detectamos 10.000/s, entonces es menos probable que ambos los cálculos teóricos son erróneos en formas que se anulan perfectamente - especialmente cuando hay también otros cálculos teóricos C, D y E que también están de acuerdo con esto, y experimentos X, Y, Z que prueban otras predicciones de la teoría.
Esta es una gran respuesta que se atiene a los principios científicos en lugar de estar salpicada de frases como "sabemos que...".
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Me decepciona que nadie se refiera a xkcd todavía: Neutrinos letales