Si pudiéramos construir un telescopio para ver el cósmico de neutrinos de fondo, ¿qué veríamos?

Question

Si pudiéramos construir un telescopio de neutrinos capaz de ver la reliquia de neutrinos que desacoplado después del big bang, con un similar angular y resolución espectral que es posible ahora para el CMB (por ejemplo, con Planck), ¿qué veríamos

¿Cómo sería la C$\nu$B variar debido a las finito de neutrinos de la misa y antes de la disociación? Habrá adicionales de diagnóstico y perspectivas que están disponibles desde el CMB? Qué tan grande sería el de las fluctuaciones en los neutrinos temperatura en comparación con el CMB? Estos fluctuaciones nos dan la masa del neutrino o nos dicen algo sobre el modelo inflacionario?

PD: las preguntas están ¿Por qué estamos ciegos para la época antes de la recombinación?, Ver más allá de la CMBR con los neutrinos? y Es posible buscar en el comienzo del Universo? pero ninguno de estos pregunte específicamente, o tener respuestas, acerca de lo que podría ser visto o investigados por la C$\nu$B si pudiéramos examinar en detalle.

Esta pregunta es algo hipotético, pero si nos fijamos en los existentes (parcial) de las respuestas y comentarios, verás que hay desarrollos técnicos que están haciendo esto más y más posible.

Answer 1

A lo largo de las últimas 48 horas he estado haciendo una pequeña cantidad de investigación en mi propia pregunta de ¿por qué ser capaz de detectar o incluso la imagen de la reliquia de neutrinos podría ser importante.

Tal vez el más sucinto resumen se puede encontrar en estas diapositivas http://cosmo2014.uchicago.edu/depot/talk-long-andrew.pdf

Estos sugieren que hay 3 tipos de respuesta:

El cosmólogo - que debido a que los neutrinos disociar sólo 1 segundo después del big-bang, empujan a nuestra comprensión y a prueba nuestro modelo a los más extremos límites de la CMB ($\sim 10^{5}$ años) o incluso el big-bang de la nucleosíntesis ($\sim 3$ minutos). El BB modelo sugiere que el fondo tiene un Fermi-Dirac distribución en 1,95 K y no debe ser 56 neutrinos/cc (con igual número de anti-neutrinos en el Universo (modificado por los efectos de abajo).

El físico de partículas - que la reliquia de neutrinos de fondo debe ser ahora no relativista; la velocidad media es $$ v \simeq 160 (1 +z)\ \left(\frac{{\rm eV}}{m_{\nu}}\right)\ \ {\rm km}\ {\rm s}^{-1},$$ donde $z$ es el corrimiento al rojo y $m_{\nu}$ de la masa del neutrino, y está sujeto a la influencia de los campos gravitacionales de los cúmulos de galaxias (z<2), la vía Láctea, y que incluso el Sol. Esto modifica su fase de distribución del espacio, lejos de un espacialmente uniforme de Fermi-Dirac distribución. Las mediciones del fondo puede decirnos más acerca de los neutrinos masa(es), si los neutrinos de la caries, puede descubrir los neutrinos estériles, y puede decidir entre Majorana y Dirac neutrinos. Simultáneamente (o degenerately) puede decirnos algo acerca de la historia de la forma y el tamaño de la vía Láctea, la materia oscura del halo. Ringwald y Wong (2004) también sugieren que la reliquia de neutrinos tomografía podría ser posible, la predicción de la sobre-las densidades de los factores de la 5 hacia el cluster Virgo, para $m_{\nu}=$0.15 eV neutrinos, resuelto con 2 grado de resolución.

http://arxiv.org/pdf/1404.0680v1.pdf

http://arxiv.org/pdf/hep-ph/0408241v2.pdf

Los experimentales - que si se puede detectar en ellos, el premio Nobel es el tuyo! Parece que a pesar de algunos comentarios pesimistas, que el juego es realmente en marcha - a saber, el de PTOLOMEO y KATRIN experimentos objetivo de detectar el C$\nu$B por neutrinos de captura por núcleos de tritio (pero no con una resolución espacial!). Es un reto formidable, con predice las tasas de eventos de $\sim 100$ año$^{-1}$ kg$^{-1}$ de Tritio de destino.

http://www.int.washington.edu/talks/WorkShops/int_10_44W/People/Formaggio_J/Formaggio.pdf

Answer 2

Voy a responder a esto ya que @rob, quien proporcionó el enlace que nos da un resumen de los métodos propuestos y las dificultades técnicas, no lo está haciendo (los comentarios no están garantizados para ser invariante con el tiempo en este sitio).

Es cierto que la medición de la radiación de Fondo de Microondas ha sido muy importante en el desarrollo del modelo del comienzo del universo llamado el Big Bang.. Reliquia de la radiación, la radiación que se ha disociado de las intensas interacciones que suceden en la sopa primordial de partículas . En el caso de los fotones del CMB, la disociación ocurre 380.000 años después de la BB.

Esta imagen da una idea de la evolución de las interacciones y decouplings en la sopa primordial. Para obtener este tipo de imágenes que se utiliza toda la panoplia de los conocimientos de la física de partículas elementales de las interacciones, los modelos teóricos que se ajusten a los datos.

A partir de esto vemos que el neutrino se desacopla en aproximadamente 1 segundo, dependiente de curso de los cálculos, como se muestra en este enlace. Una gran mejora de 380.000 años, y la reliquia de distribución tendrán información sobre el período antes.

En esta parcela del artículo wiki en BB

Vemos que la detección de la reliquia de neutrinos le dará la información para el desarrollo del universo, entre 10^-32 segundos , que es el tiempo de la onda gravitacional desacoplado, a la vez que el neutrino disociadas. El experimento BICEP2 ha logrado mapa gravitacional de la desvinculación de la radiación de una manera ingeniosa, mediante la polarización de los fotones del CMB (el artículo no ha sido publicado). Por lo tanto, si queremos obtener el neutrino instantánea, vamos a ver la evolución en el tiempo de las heterogeneidades que se creó la actual densidad de los supercúmulos de galaxias y cúmulos de galaxias. Un marco coherente aumentará la validez de la hipótesis de entrar en el modelo del Big Bang.

Será importante si el experimentador tener éxito en la detección de neutrinos primordiales, pero como en el primer enlace muestra las dificultades técnicas, todavía no superada, debido a la muy baja la energía de la reliquia de los neutrinos y la debilidad de su interacción con la materia. Neutrino físicos a pesar de que están pensando acerca de los métodos.

Como Dmckee dijo en un comentario, los telescopios de neutrinos sí existen, pero no para las energías mucho más bajo que el sol neutrinos.