Determinación de la fuente de neutrinos

Question

Un artículo en Science, Pruebas de neutrinos extraterrestres de alta energía en el detector IceCube El proyecto de la Comisión Europea, que se llama "El Mundo", afirma haber detectado 28 neutrinos procedentes de un lugar extrasolar aún no identificado. Por lo que he podido averiguar, la única prueba para determinar el origen de un neutrino se basa únicamente en la energía de dicho neutrino. Basándose en el gran contenido energético de los observados, la hipótesis es que los neutrinos proceden de fuera del sistema solar, lo que los convierte en los primeros neutrinos extrasolares detectados.

¿Qué precisión tiene el uso de la energía para identificar los neutrinos? Es de suponer que es estadísticamente posible, aunque quizás muy improbable, que las energías observadas se hayan creado dentro del sistema solar. ¿Existe una función de densidad de probabilidad que describa los valores de energía esperados para los neutrinos atmosféricos y los generados dentro del sistema solar? ¿Dónde encajan los nuevos neutrinos observados en esas probabilidades?

Answer 1

Sabemos cómo es el espectro de neutrinos solares a partir de mediciones directas (Super-K tiene incluso imágenes del sol en neutrinos ). Del mismo modo, sabemos cómo es el espectro de los neutrinos procedentes de las interacciones de los rayos cosmos en la atmósfera y el cuerpo de los primeros. Y el espectro de nuestros reactores nucleares y el del uranio y el torio de las profundidades de la tierra.

IceCube busca fuentes que no sea estos espectros bien conocidos y a una energía mucho más alta que la de la mayoría de ellos (los neutrinos solares y de los reactores tienen energías de MeV, la mayoría de los neutrinos cósmicos van a MeV o GeV el conjunto de datos que se acaba de publicar va de 30- a 1200 TeV).

Se sabe poco sobre la producción de neutrinos a estas energías, pero se supone que son los productos de desintegración de piones y kaones de muy alta energía creados en eventos astrofísicos energéticos. Existen algunos modelos, y IceCube utiliza uno como referencia.

También IceCube recibe algunos (a menudo limitados 1 ) la información direccional y la energía. Con un conjunto de eventos de tamaño estadístico se podría descartar el origen en la Vía Láctea (y particularmente en el centro) y quizás también en algunas de las galaxias cercanas más grandes.

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1 Supongo que los eventos de lluvia tienen una resolución angular mucho más gruesa que los eventos cuasi-elásticos de muones, que deberían dar buenos datos de apuntamiento a estas altas energías. El gran límite en los eventos de lluvia va a venir porque IceCube está muy poco instrumentado en comparación con el detector en el que he trabajado (pero por supuesto también es un gigatón para que puedan contener completamente esos eventos de 1000 TeV).