¿A qué sabe este neutrino? Agregar sabor ayuda a rastrear el movimiento de los neutrinos en sistemas astrofísicos

Los neutrinos tienen una propiedad de la mecánica cuántica llamada «sabor». Este sabor puede cambiar a medida que los neutrinos se mueven por el espacio. Un desafío importante es rastrear tanto el movimiento físico de los neutrinos como sus cambios de sabor en sistemas astrofísicos como el colapso de supernovas y las fusiones de estrellas de neutrones. La compleja disposición y la gran cantidad de neutrinos en estos sistemas hacen que sea casi imposible rastrear todos o incluso un subconjunto de neutrinos.

Los investigadores examinaron una forma potencial de resolver este desafío. El enfoque implica ampliar los métodos tradicionales para calcular el movimiento de los neutrinos para incluir la variación del sabor de la mecánica cuántica. Este enfoque reduce la complejidad de calcular cómo se comportan los neutrinos en sistemas complejos.

La investigación fue publicada en Diario astrofísico Y el Física de las letras b. revista.

Una explosión de supernova o una fusión de estrellas de neutrones envía muchos tipos de mensajes, desde fotones hasta ondas gravitacionales, desde neutrinos hasta elementos pesados. Estos mensajes proporcionan a los científicos nuevos conocimientos sobre la física de estos objetos estelares. Sin embargo, los científicos necesitan comprender la física de los neutrinos para utilizar estos mensajes. Los neutrinos transportan una gran proporción de la energía de estos sistemas.

Además, los científicos necesitan comprender las interacciones involucradas en los neutrinos para predecir los elementos pesados ​​producidos por explosiones y fusiones de estrellas. Los momentos angulares resumen el número total y el flujo de neutrinos en un pequeño conjunto de ecuaciones de movimiento.

Luego, los científicos pueden utilizar estas ecuaciones para calcular el cambio en el sabor de los neutrinos. El número reducido de ecuaciones en el método del momento angular proporciona un camino a seguir para resolver problemas de transformación de sabor de neutrinos en objetos astrofísicos compactos, como las fusiones de estrellas de neutrones.

Esta investigación investigó las posibilidades de utilizar un enfoque semiclásico basado en el momento angular para incorporar efectos de la mecánica cuántica del sabor en el transporte de neutrinos en restos de fusiones de estrellas de neutrones. Los investigadores probaron este método en un tipo de conversión de sabor de neutrino llamado «sabor rápido», donde la información angular sobre los neutrinos es una condición conocida para la conversión. El resultado fue que el método capturó bien el crecimiento de la conversión y que este método merece una mayor exploración.