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Modelos de neutrinos en consonancia con los resultados de la ÓPEAR

Supongo que por ahora la mayoría de las personas han escuchado sobre el nuevo papel (arXiv:1109.4897) por la ÓPEAR de colaboración que afirma haber observado los neutrinos superlumínicos con 6$\sigma$ significación. Obviamente, esto ha sido recibida con gran escepticismo, y sin duda habrá debate sobre los errores sistemáticos por un largo tiempo (y, francamente, espero que algunos paradero de error sistemático ser el caso aquí).

Obviamente, los teóricos de la aborrecer el viaje superluminal, y soy muy consciente de que muchas de las razones para ello.

Sin embargo, el papel que se me ha preguntado si ha habido algún juguete de los modelos propuesto, sería consistente con la ÓPEAR de papel, y con los anteriores límites en la velocidad del neutrino.

En particular, si se toma con otros trabajos anteriores (de MINOS y a partir de la observación de la supernova 1987) usted tiene los siguientes límites en la velocidad del neutrino en varios promedio de los regímenes de energía:

$>$30 GeV: $~\frac{|v c|}{c} < 4\times 10^{-5}$

17 GeV: $~~~~\frac{v-c}{c} = (2.48 \pm 0.28 (stat) \pm 0.30 (sys))\times 10^{-5}$

3 GeV: $~~~~~\,\frac{v-c}{c} = (5.1 \pm 2.9) \times 10^{-5}$

10 MeV: $~~~~\frac{|v c|}{c} < 2\times 10^{-9}$

¿Hay algún modelo que se propone que en realidad es consistente con estos resultados? Parece que ha habido una gran cantidad de señalar a la supernova obligado (el 10MeV escala) como incompatible con los hallazgos reportados. Sin embargo, si existe un mecanismo mediante el cual la velocidad eran una forma monotónica de la energía (o dependían de sabor), este argumento podría ser negado. ¿Existen tales mecanismos propuestos?

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Nick Puntos 583

Me temo que uno tiene que ir a una "muy inusual segmento" de la literatura teórica si él quiere que todos los documentos acerca de los neutrinos superlumínicos. Guang-jiong Ni ha sido la creación de muchos artículos acerca de los neutrinos superlumínicos hace una década:

http://arxiv.org/abs/hep-ph/0103051
http://arxiv.org/abs/hep-th/0201077
http://arxiv.org/abs/hep-ph/0203060
http://arxiv.org/abs/hep-ph/0306028

y probablemente otros. Son bastante citado por el mismo autor sólo por lo que puede ser la segunda persona en el mundo que ha leído. Durante algo más conocido papeles en tachyonic neutrinos, ver

http://arxiv.org/abs/hep-ph/9810355
http://arxiv.org/abs/hep-ph/9607477
http://arxiv.org/abs/hep-th/9411230

que fueron planteadas por las observaciones de que aparentemente los neutrinos superlumínicos en la desintegración de los átomos de tritio. Así, los más antiguos fueron escritos antes de que el átomo de tritio decaimiento de la anomalía. Incluso un mayor papel es

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0370269385904605

la que se examinaba la situación experimental de tachyonic neutrinos como de 1985. Es posible que desee comprobar muchos más papeles por Alan Kostelecky porque él ha estado trabajando en similares posibles maneras de cómo la simetría de Lorentz puede ser roto por décadas y es un lugar serio investigador. Ver también

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0370269386904806

Un papel que en realidad afirma disponer de un modelo de neutrinos superlumínicos es

http://arxiv.org/abs/hep-ph/0009291

donde dos Weyl las ecuaciones se han unido en una retorcida ecuación de Dirac de una especie. No estoy seguro de si tendría ningún sentido. El domingo, voy a publicar un artículo en mi blog acerca de una vaga forma de obtener diferentes velocidades de la luz de la geometría no conmutativa (en la teoría de cuerdas o de otra manera):

http://motls.blogspot.com/2011/09/superluminal-neutrinos-from.html

Como se señaló así, la dependencia funcional de la velocidad de los neutrinos de la energía tendría que ser extremadamente inusual función que de facto, se invalida la Ópera resultados sin lagunas. Sin embargo, podría ser una escapatoria: los neutrinos podrían llegar a ser altamente tachyonic sólo mientras se mueve a través de las rocas. "El índice de refracción de neutrinos" podría ser menor que uno para materiales comunes tales como rocas. Suena, por supuesto, como incompatible con la relatividad como la tachyonic neutrinos en el vacío, sino que mediante la división de los datos experimentales en el vacío de datos y rocas de datos, usted puede obtener más sensible de la velocidad de la dependencia de la energía en ambos casos.

9voto

Mads Kristiansen Puntos 580

Es muy difícil imaginar que no es sensible modelo coherente con la ÓPEAR de los resultados. (Aparte de los modelos de paradero desconocido-para la sistematización de las incertidumbres en el experimento.) Sabemos que vivimos en un mundo que describe a muy alta precisión por Lorentz-invariante de la teoría del campo cuántico, por lo que la forma más práctica para buscar violación de Lorentz es comenzar con una teoría y añadir pequeñas Lorentz-rompiendo términos para el Lagrangiano. Porque se supone que son pequeñas, el habitual análisis dimensional que dice que si los operadores son relevantes, marginal, o irrelevante en efectivo teoría del campo todavía se aplica. Así, por ejemplo, en lugar de una partícula con una cinética plazo $\eta^{\mu\nu} \partial_\mu \phi \partial_\nu \phi$, se puede agregar un trozo de $\epsilon \partial_t \phi \partial_t \phi$ que recoge un momento preferido de dirección. Este sigue siendo de dimensión 4, así que es un marginal operador -- usted debe esperar que dichos operadores para estar presentes con el fin de-1 coeficientes, y se debe ejecutar de forma logarítmica como en el habitual campo de la teoría, de modo que si se intenta establecer todos ellos a cero con la excepción de los neutrinos, dicen, los otros serán generados, sin embargo. Esto ya es una mala señal para la viabilidad de tales teorías.

La Lorentz-una violación de la extensión de la SM, que se define a lo largo de estas líneas, ha sido estudiado por Coleman y Glashow y por Colladay y Kostelecky. (Como Lubos menciona, Kostelecky ha hecho un montón de cuidado y el trabajo serio en la comprensión de exactamente lo bien que la invariancia de Lorentz ha sido probado.) Resulta que no son sólo marginales de los operadores, pero también relevantes , lo que hace que la mirada de toda la imagen, incluso peor. Sin embargo, los operadores de todos los violar CPT, así que si usted decide considerar sólo las teorías que violan la invariancia de Lorentz, mientras que la preservación de la CPT, estás en un poco más seguro en tierra, aunque marginal, los operadores no son de ninguna manera segura. Los límites son muy fuertes: una revisión de 2008 por Kostelecky y Russell ha conveniente tablas de diferentes operadores. Desde allí se pueden encontrar referencias a otros documentos como este uno de Altschul que se deriva un límite de alrededor de $10^{-11}$ en el análogo de "$\epsilon$" para los muones. Si desea una teoría donde muon neutrinos ver una violación de la velocidad de la luz, te inevitablemente generan una cosa para los muones, incluso si usted hábilmente tratar de arreglarla para que dependen de la ruptura de la simetría electrodébil para evadir el hecho de que viven en el mismo doblete, bucles inevitablemente va a generar el plazo para muones, a un nivel de más de $10^{-11}$. Los electrones son aún más fuertemente restringida, en el $10^{-15}$ nivel, y debido a que los neutrinos oscilan en diferentes sabores, no se puede evitar confrontaciones, que se une así.

Eso por no hablar de la supernova 1987A restricciones sobre los neutrinos, que decirle que si usted quiere que todo esto funcione se necesita para ir a la más exótica de las teorías y de la energía de la dependencia, como señaló en la pregunta. Usted puede tratar de hacer que con un poco de mayor dimensión de los operadores, pero, de nuevo, efectivos de la teoría del campo le dice que nunca se puede hacer ese tipo de cosas en el aislamiento. Romper la simetría en alguna parte, y todos permitió que se generan términos. Y todos ellos están muy bien delimitadas por los datos. (El tamaño del efecto indica que estas dimensiones superiores de los operadores sería suprimida por el relativamente bajo de las escalas, que tampoco es alentador.)

No voy a decir que yo he dado un completamente hermético argumento aquí, pero cualquier persona que realmente quiere reclamar para tener una explicación de cómo una partícula puede ir más rápido que $c$ ha para hacer frente a estos efectivos de la teoría de campo de problemas. Alguien que afirma ser capaz de eludir por completo está tratando de engañar a usted, o engañando a sí mismos.

Editado para añadir: Porque creo que Moshé es justo que este punto no es bastante ampliamente apreciado, mientras yo estoy en mi caja de jabón que bien podría señalar que los lectores no versados en efectivo de la teoría de campo que precisamente el mismo argumento debería ser desplegado en contra de la idea de que la física es fundamentalmente discretos, o que podríamos estar viviendo dentro de una materia condensada sistema que fluye cerca de una de Lorentz-invariante de punto fijo, o todo tipo de otros nuevos tipos de ciencia que las personas tratan de vender.

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