Que sabor é esse neutrino? Adicionar sabor ajuda a rastrear o movimento do neutrino em sistemas astrofísicos

Os neutrinos têm uma propriedade mecânica quântica chamada “sabor”. Esse sabor pode se transformar conforme os neutrinos se movem pelo espaço. Um grande desafio é acompanhar tanto o movimento físico dos neutrinos quanto sua mudança de sabor em sistemas astrofísicos, como supernovas de colapso de núcleo e fusões de estrelas de nêutrons. O arranjo complicado e o grande número de neutrinos nesses sistemas tornam quase impossível seguir todos ou mesmo um subconjunto dos neutrinos.

Pesquisadores examinaram uma maneira potencial de resolver esse desafio. A abordagem envolve expandir métodos tradicionais de cálculo do movimento de neutrinos para incluir mudança de sabor mecânica quântica. Essa abordagem reduz a complexidade do cálculo de como os neutrinos se comportam em sistemas complexos

A pesquisa foi publicada no O Jornal Astrofísico e a Letras de Física B Diário.

Uma fusão de supernova ou estrela de nêutrons envia muitos tipos de mensageiros, de fótons a ondas gravitacionais, de neutrinos a elementos pesados. Esses mensageiros fornecem aos cientistas novos insights sobre a física desses objetos estelares. No entanto, os cientistas precisam entender a física dos neutrinos para usar esses mensageiros. Os neutrinos carregam uma proporção substancial da energia desses sistemas.

Além disso, os cientistas precisam entender as interações que envolvem os neutrinos para prever os elementos pesados ​​produzidos pelas explosões de estrelas e fusões de estrelas. Momentos angulares encapsulam o número total e o fluxo dos neutrinos em um pequeno conjunto de equações de movimento.

Os cientistas podem então usar essas equações para calcular a mudança no sabor do neutrino. O número reduzido de equações no método do momento angular oferece um caminho a seguir para resolver problemas de transformação do sabor do neutrino em objetos astrofísicos compactos, como uma fusão de estrelas de nêutrons.

Esta pesquisa examinou as perspectivas de usar uma abordagem semiclássica baseada em momento angular para incluir os efeitos mecânicos quânticos do sabor no transporte de neutrinos em um remanescente de fusão de estrela de nêutrons. Os pesquisadores testaram o método em um tipo de transformação de sabor de neutrino chamada “sabor rápido”, para a qual informações angulares sobre os neutrinos são um requisito conhecido para a transformação. O resultado foi que o método capturou bem o crescimento da transformação e que esse método justifica uma exploração mais aprofundada.