En los experimentos típicos de desintegración, ¿qué rango de energías presentan los neutrinos electrónicos y los neutrinos muónicos?

Question

En los experimentos sobre desintegración de partículas, ¿cuál es el rango típico de energías de los neutrinos de electrones y de los neutrinos de muones? ¿Supongo que tengo que especificar en el marco inercial de un laboratorio aquí en la tierra? ¿Difiere mucho el rango entre diferentes tipos de experimentos? Por ejemplo, en una desintegración de muones (desintegración Michel), el muón se desintegra en un electrón, un antineutrino de electrón y un neutrino de muón, ¿qué rango típico de energías tienen los antineutrinos de electrón y qué energía tienen los neutrinos de muón? ¿Existen otros tipos de desintegración en los que el rango de energías de los neutrinos tenga un rango muy diferente? ¿Puedes especificar qué tipos de desintegración producen las mayores diferencias en los rangos de energía?

Muchas gracias

Answer 1

Debido a la gran diferencia de masa entre el muón y el producto de desintegración más pesado (el electrón), podemos aproximar razonablemente la desintegración como simétrica con respecto a la selección del producto por el que se pregunta.

Ergo, los neutrinos en la desintegración $$ \mu^- \longrightarrow e^- + \bar{\nu}_e + \nu_\mu \,, $$ tienen un espectro de energía muy parecido al del electrón, lo que significa un corte alrededor de $50\,\mathrm{MeV}$ un pico cerca de $30\,\mathrm{MeV}$ y una cola hasta cero.

Answer 2

Para los tipos de desintegración distintos del muón, existe la desintegración del pión o del mesón K $$\pi^- (K^-) \to \mu^-+\overline \nu_\mu$$ Al tratarse de una desintegración de dos cuerpos, las energías se fijan en el marco de la partícula en desintegración. En el caso de pión la energía del neutrino es $29.80$ MeV y (utilizando la misma fórmula con $M_x=493.66$ la energía del neutrino es $152$ MeV

El $Z$ bosón decae sobre $20\%$ del tiempo en un par neutrino/antineutrino. Cada uno lleva la mitad del $Z$ masa, o $45.6$ GeV. El $W$ bosones se desintegran en pares leptón/(anti)neutrino alrededor de $30\%$ del tiempo, produciendo neutrinos de esta energía.

Los neutrinos de muy alta energía se pueden ver en el laboratorio cuando la partícula que decae tiene alta energía en el laboratorio