Wieviel wiegt ein Neutrino?

@Mafiatom

Beim Planckschen Wirkungsquantum geht es um das Verhältnis von Energie und Frequenz beim Photon. Das hat zunächst mal nix mit der Masse/Energie von Neutrinos zu tun, daher ist deine Schlussfolgerung auch falsch.

Mafiatom schrieb:Was bedeutet es dann für die Quantenmechanik?

Die Quantenmechanik ist so ziemlich das Robusteste, was die Physik je hervor gebracht hat, die wird sich von einem Neutrino und seinen 0,8eV ganz sicher nicht aus der Bahn werfen lassen. :)

Mafiatom schrieb:Was bedeutet der Durchbruch der 1 eV Barriere?

Man sollte an dieser Stelle vielleicht noch erwähnen, dass der "Durchbruch" bei der 1eV-Barriere einzig und allein auf die Messtechnik (KATRIN) bezogen ist. Es bedeutet nicht, dass wir da eine neue Klasse von Teilchen bei dieser Energie entdeckt haben, sondern lediglich, dass wir jetzt bei dieser Energie hinreichend genau messen können.

Ist vielleicht vergleichbar mit der Zeitmessung. Es gab da ja auch mal Zeiten, da war überhaupt nicht dran zu denken, im Bereich einer Tausendstel-Sekunde messen zu können ... bis eben zu dem Tag, als wir einen entsprechenden Zeitmesser entwickelt haben, und das war dann halt ein "Durchbruch".

Damit wurde rein gar nichts Fundamentales an der physikalischen Größe Zeit verändert, ebenso wie der aktuelle "Durchbruch" nichts an den Grundfesten der Physik verändert hat, wir sind einfach nur in der Lage, noch genauer als bisher hinzuschauen. Und sollten sich dadurch neue Erkenntnisse ergeben, dann fließen die in unsere Standardmodelle mit ein, und zerstören sie nicht.

Das ist übrigens auch immer so ein Unsinn, dass neue Erkenntnisse alles auf den Kopf stellen würden, die bekannten Modelle wertlos werden und wir die gesamte Physik im Klo runterspülen können, nur weil mal wieder etwas Neues entdeckt wurde.

All unsere Standardmodelle sind quasi nur Arbeitshypothesen, und man kann davon ausgehen, dass sie alle falsch sind. Das ändert aber rein gar nichts daran, dass wir nichts besseres haben, und es daher auch richtig ist, mit ihnen zu arbeiten, und sie laufend zu verbessern, so dass wir der Wirklichkeit mit der Zeit immer näher kommen. Wer diese Arbeitsweise kritisiert, sollte zunächst mal einen besseren Vorschlag machen, wie es noch besser gehen würde.

Moin!

Ich weiß, der Thread ist schon alt, aber für Interesierte wollte ich mal nur ganz kurz hier einhaken:

fritzchen1 schrieb am 06.08.2015:Lange Zeit wurde im Rahmen des Standardmodells der Teilchenphysik angenommen, dass Neutrinos masselos sind. Dann müssten sie sich gemäß der speziellen Relativitätstheorie mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Doch seit der Entdeckung von Neutrinooszillationen wird angenommen, dass sie Masse besitzen und daher geringfügig langsamer als Licht sind, da sonst ihre relativistische Energie unendlich groß wäre.

Als ich vor 35 Jahren Hochenergiephysik gehört habe, hieß es:
- vom Standardmodell wäre es wünschenswert, dass die Neutrinomasse Null ist, dann hätte man drei Parameter weniger
- man hat versucht durch Messungen am 'rechten' Ende des betasprektrums die Masse zu bestimmen, aber man hatte da keinen Nachweis, man kann nur eine obere Grenze angeben
- im Lehrbuch stand "0* (< *kleinemasse*)" im Sinne von: 0 ist angenommen, kann auch klein sein, wissen wir nicht
- Particle Data Group sagte mal: 0 (< 0.2 keV) *)
- das Problem der solarten Neutrinos war bekannt, eine Lösung war: Neutrinooszillationen, aber dafür brauchen sie eine von 0 verschiedene Ruhemasse

Mithin sagt AFAIk das Standramodell nicht, dass die Neutrinomasse 0 sein muss, wäre halt nur schöner.

Grüße
Omega Minus

*)
Elektronneutrino: 0 (< 0.2 keV)
Myonneutrino: 0 (< 2.5 MeV)

Data on Patricles and Resonant States
Review of Modern Physics
Volume 37, Number 4
October 1965

Wieviel wiegt ein Neutrino?
Nichts.

Wäre das so, und wenn auch nur sehr wenig, hätte ein Neutrinum ajuch eine Masse und würde daher mit irgend etwas wechselwirken (müssen), was es aber nicht tut. So erkläre ich mir das.

Gucky

@Gucky87

Neutrinos tun durchaus mit Materie wechselwirken. Der Wirkungsquerschnitt ist halt deutlich geringer als bei Photonen. Je höher die Energie des Neutrino desto eher reagiert es mit Materie.

Bei Supernova Explosionen spielen die Neutrinos eine entscheidende Rolle beim Energietransport nach außen. Die äußeren immer noch sehr dichten Schalen des Sterns werden durch den Neutrinostrom enorm aufgeheizt und bringen so die Energie letztlich nach außen.

SagittariusB schrieb:Bei Supernova Explosionen spielen die Neutrinos eine entscheidende Rolle beim Energietransport nach außen. Die äußeren immer noch sehr dichten Schalen des Sterns werden durch den Neutrinostrom enorm aufgeheizt und bringen so die Energie letztlich nach außen.

Die SN1987 war die erste Supernova der Menschheitsgeschichte, die man bobachten konnte, bevor sie sichtbar war:

"...
Drei Stunden bevor das sichtbare Licht die Erde erreichte, wurde ein starker Neutrino-Ausstoß von verschiedenen Neutrino-Observatorien festgestellt, die eigentlich zur Untersuchung der Neutrinooszillation und zur Suche nach Protonenzerfall betrieben worden waren. Dies war die erste Neutrinomessung an einer Supernova und bestätigte theoretische Modelle, denen zufolge große Teile der Energie einer Supernova in Form von Neutrinos abgestrahlt werden.
..."
Wikipedia: SN 1987A#Neutrinoausstoß

Wenn die Neutrinos nicht wechselwirken würden, hätte man sie auch nicht nachweisen können.

Grüße
Omega Minus

Hallo an @OmegaMinus und alle anderen hier.


Die Tabelle hab ich aus einem Wikipedia-Link.

Original anzeigen (0,3 MB)

Weißt du zufällig was es mit dem Cross-Section (mb) auf sich hat?

Der Cross-Section ist der Wirkungsquerschnitt und (mb) vermutlich die Millibarn aber ansonsten kann ich mit der Einheit Barn wenig anfangen. Barn bezieht sich ja auf einen Flächeninhalt. Heißt das die Fläche muss so groß sein damit ein einzelnes Neutrino mit ihr reagiert?
Wäre eine Volumenangabe aber nicht Sinnvoller?


Hier der Komplette Link: https://arxiv.org/pdf/1305.7513v1.pdf

Moin!

Wie immer, Wikipedia hilft.
Wie meistens, englisch.

"...

Originally used in nuclear physics for expressing the cross sectional area of nuclei and nuclear reactions, today it is also used in all fields of high-energy physics to express the cross sections of any scattering process, and is best understood as a measure of the probability of interaction between small particles.

Quelle: Wikipedia: Barn (unit)

kleiner Wirkungsquerschnitt => unwahrscheinlicher, dass es passiert


Grüße
Omega Minus

Karlsruhe hat es mal wieder in die Schlagzeilen geschafft:

Das internationale Neutrinoexperiment "KATRIN" am KIT stellt einen neuen Weltrekord auf. Die neue Obergrenze für die Energie von Neutrinos liegt ab sofort nur noch bei 0,45eV.

Erst im Jahr 2018 gelang es dem Forscherteam, mit den gemessenen 0,8eV die 1eV-Barriere zu unterschreiten. Seit 2019 befindet sich das Experiment in einer neuen Phase, die noch bis Ende 2025 andauern soll. Von den Daten sind bisher ca. 25% ausgewertet, aber das reicht bisher aus, um die neue Obergrenze zunächst auf 0,45eV festzulegen. Dieser Wert wird im Zuge weiterer Auswertungen vermutlich noch nach unten korrigiert werden.

Aber damit gibt man sich in Karlsruhe noch lange nicht zufrieden. Bereits im nächsten Jahr ist die Installation eines neuen Detektorsystems mit dem Namen "TRISTAN" geplant, mit dem man noch tiefer in die Welt der kleinsten Teilchen vordringen will. Womöglich geht es dann sogar den sog. "Sterilen Neutrinos" an den Kragen, das sind bisher noch hypothetische Elementarteilchen, die nochmals deutlich schwächer wechselwirken als die bisher bekannten Neutrinos.

Ob das dann mögliche Kandidaten für die dunkle Materie sind, bleibt abzuwarten, noch haben die Forscher alle Hände voll mit den bisher gewonnenen Daten zu tun.

https://pro-physik.de/nachrichten/neutrinos-sind-leichter-als-0-45-elektronenvolt#top

Das ist so ähnlich, wie wenn man immer noch eine größere Primzahl ausrechnet. Damit bekommt man aber nie einen Beweis, dass es unendlich viele gibt.
Nun hat man wieder eine etwas niedrigere Masse, beim nächsten Mal noch etwas niedriger.
Interessanter als eine Obergrenze wäre eine Untergrenze.

stefan33 schrieb:Interessanter als eine Obergrenze wäre eine Untergrenze.

Das geben derzeitige Experimente leider nicht her. Fest steht nur, dass es eine von Null verschiedene Untergrenze geben muß.

Der Vergleich mit den Primzahlen hinkt gleich mehrfach. Zum einen gibt es in den Naturwissenschaften keine "Beweise" wie sie in der Strukturwissenschaft Mathematik üblich sind. Zum anderen gibt es in der Natur auch nichts, was unendlich klein, bzw. unendlich groß ist, daher macht es schon Sinn, sich von oben und unten anzunähern.

Mit "Beweis" meinte ich eine fundamentale Erkenntnis.
Was bringt es, wenn man in einem nächsten Schritt 0,35 eV herausbekommt? Das kann immer so weiter gehen.
Darum meinte ich, dass eine Untergrenze vielleicht hilfreich wäre.

Auch wenn die genaue Masse eines Neutrinos noch nicht präzise bekannt ist, wissen wir dank Experimenten wie KATRIN, dass sie extrem klein ist.

Aktuelle Messungen des KATRIN-Experiments (Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment) haben eine Obergrenze für die Masse des Elektron-Neutrinos von 0,45 Elektronenvolt pro Quadrat der Lichtgeschwindigkeit (<0,45eV/c2) bei einem Konfidenzintervall von 90 Prozent festgelegt.

Umgerechnet in Kilogramm entspricht dies einer Masse von weniger als etwa 8×10 −37 kg.

Zum Vergleich: Ein Elektron ist mindestens eine Million Mal schwerer als ein Neutrino. Die Tatsache, dass Neutrinos eine von Null verschiedene Masse besitzen, wurde durch die Beobachtung von Neutrinooszillationen bestätigt, einem Phänomen, bei dem sich verschiedene Neutrinoarten ineinander umwandeln. Die genaue Bestimmung der Neutrinomasse ist ein wichtiges Forschungsziel in der Teilchenphysik und Kosmologie, da sie Auswirkungen auf unser Verständnis des Universums und der fundamentalen Teilchen hat.

Quelle: https://gemini.google.com/app/cc5b6007692aa45a?hl=de