Los rayos cósmicos y neutrinos

Question

Estoy leyendo Gaggero del Rayo Cósmico de la Difusión en la Galaxia y Difusa de rayos Gamma de Emisión y él hace la reclamación,

...la prueba definitiva de [los Rayos Cósmicos la aceleración del protón en remanentes de supernova] sería la observación de neutrinos de emisiones existentes o futuros experimentos como IceCube o NEMO.

La existencia de los neutrinos se deriva de relativista protones chocan con el ambiente que los protones. Neutral pions son el principal modo de desintegración para $pp$ colisiones, pero cargadas pions también puede ser hecha junto a los neutrinos.

Mi pregunta es, entonces, sería la no detección de los neutrinos ser una estadística problema o sugerir Remanentes de Supernova no acelerar protones?

Answer 1

Es más probable que la no detección estaría asociado con las estadísticas de SNR no acelerar protones. Fermi-LAT ya ha demostrado que $\gamma$-ray emisiones de 4 galáctica remanentes de supernova (con nubes moleculares cercanos a ellos) vienen de las colisiones protón-protón que conduce a neutral pions ($pp\to pp\pi^0$, $\pi^0\to2\gamma$):

(fuente, arxiv enlace)

De Halzen et al (2008),

Fuentes de la producción de tales duro espectros que se extiende hasta el 100 TeV y más son necesarias para explicar la existencia de la 'rodilla' en los rayos cósmicos espectro alrededor de las 3 de la PeV, con pequeños remanentes de supernova ser los mejores candidatos. Sin embargo, su observación es difícil, ya que estos fotones de alta energía se producen en el interior del acelerador sólo dentro de los primeros cientos de años.
...
Suponiendo que un $E^{-2}$ espectro con un cut-off en 300 TeV (en consonancia con un protón de cut-off en la 'rodilla') nos demuestran que IceCube será capaz de ver estas fuentes, después de varios años de observación.

El de un año a consecuencia de la IceCube Neutrino Observatory (con 40 cadenas) muestra un 90% de nivel de confianza de ningún punto de fuentes de neutrinos en la PeV rango de energía. Con el extra 46 cadenas de la completa observatorio, se espera que las fuentes de neutrinos pueden ser descubiertos.

Los flujos de TeV energías de $\gamma$fuentes de rayos es de alrededor de $10^{-12}$ 1/TeV/cm$^2$/s, que está cerca del nivel de sensibilidad del total 86 cadena observatorio IceCube. Aartsen et al (2014), utilizando los datos obtenidos a partir de 2008 y hasta el 2011, el estado de

IceCube recientemente se ha encontrado evidencia de un difuso de flujo de alta energía de astrofísica de neutrinos, la observación de un 5.7$\sigma$ exceso de eventos entre el $\sim$50 TeV y 2 PeV depositado dentro del detector. Los 37 eventos observados son consistentes con un $E^{-2.3}$ neutrino de flujo en el nivel de $1.5\times10^{-11}$ 1/TeV/cm$^{2}$/s/sr (normalizado a 100 TeV), con un neutrino sabor proporción de 1:1:1. Mientras que estos eventos han establecido de manera inequívoca que astrofísica de neutrinos existen, sus fuentes no han sido aún identificados. Uno de los retos es que sólo $\sim$a 20% de los eventos en que la muestra se asoció con una alta energía de muones que lieaves visible de la pista en el detector. El resto de los eventos sin una pista tienen una baja resolución angular de $\sim$15$^\circ$.

Desde un live-tiempo de 1373 días, que equivale a menos de 10 eventos por año. A esto se suma la falta de identificación del origen de estas fuentes, el problema es más alineados con las estadísticas de la eliminación de la hadrónica SNR aceleración de paradigma.

Answer 2

Los Neutrinos ya han sido detectados a partir de la remanente de supernova SN1987A, así que es una especie de moot-punto. Los neutrinos son en realidad formado en las reacciones nucleares en el núcleo y luego se propagan a la superficie a través de la intervención de la cuestión, más que de otras fuentes, que son despreciablemente pequeña en comparación. A pesar de la baja probabilidad de interacción de los neutrinos con la materia normal, la densidad de los neutrinos es tan alta que provoca un cambio significativo en la dinámica del interior durante la explosión de la supernova. Los modelos de computadora de supernovas, incluyendo las interacciones del neutrino son sin embargo muy difícil.

Creo que la anterior afirmación hecha por Daniele Gaggero es la afirmación de que a pesar de los rayos cósmicos de la producción y de las interacciones del neutrino son ambas vinculadas a las supernovas, la teoría conduce a la conclusión de que uno no puede ocurrir sin el otro, por lo que la detección de los neutrinos es suficiente para afirmar que los rayos cósmicos la aceleración del protón también se produce. Es una afirmación audaz!