Cualquier amante de los helados napolitano sabe que tres sabores son mejores que uno. Una nueva investigación de la Universidad Northwestern descubrió que al estudiar los tres "sabores" involucrados en una supernova, se han descubierto más pistas sobre cómo y por qué mueren las estrellas.
Los científicos observan los neutrinos partículas subatómicas para obtener información crítica sobre las explosiones de supernovas. Si bien investigaciones anteriores identificaron tres "sabores" de neutrinos, muchos investigadores continuaron simplificando los estudios sobre el tema al estudiar la "vainilla" mientras ignoraban el "chocolate" y la "fresa".. "
Al incluir los tres sabores en el estudio, los investigadores de Northwestern han desarrollado un conocimiento más profundo de las estrellas moribundas y han comenzado a desentrañar las hipótesis existentes.
El estudio fue publicado el miércoles 16 de diciembre en la revista Cartas de revisión física .
En una explosión de supernova, el 99% de la energía de la estrella muerta se emite a través de neutrinos. Viajando casi a la velocidad de la luz e interactuando de manera extremadamente débil con la materia, los neutrinos son los primeros mensajeros en llegar a la tierra e indican que una estrella ha muerto.
Desde su descubrimiento inicial en la década de 1950, los físicos de partículas y los astrofísicos han logrado importantes avances en la comprensión, detección y creación de neutrinos. Pero para limitar la complejidad de los modelos, muchas personas que estudian partículas subatómicas hacen suposiciones para simplificar la investigación, por ejemplo,que los neutrinos no electrónicos se comportan de manera idéntica cuando son propulsados desde una supernova.
Parte de lo que hace que el estudio de los neutrinos sea tan complicado es que provienen de objetos compactos el interior de una estrella y luego interactúan entre sí, dijo el autor principal Manibrata Sen, un investigador postdoctoral que actualmente reside en Northwestern bajo la Red de Neutrinos, NuclearPrograma de Astrofísica y Simetrías en la Universidad de California - Berkeley. Eso significa que cuando un sabor se ve afectado, al igual que una tina de helado napolitano, su evolución se ve afectada por todos los demás en el sistema.
"No se pueden crear condiciones para que los neutrinos interactúen entre sí en la Tierra", dijo Sen. "Pero en los objetos compactos, hay una densidad muy alta de neutrinos. Así que ahora cada neutrino está interactuando entre sí porque haytantos alrededor. "
Como resultado, cuando una enorme cantidad de neutrinos se envían a toda velocidad durante la explosión masiva de una supernova de colapso del núcleo, comienzan a oscilar. Las interacciones entre los neutrinos cambian las propiedades y comportamientos de todo el sistema, creando una relación acoplada.
Por lo tanto, cuando la densidad de neutrinos es alta, una fracción de los neutrinos intercambia sabores. Cuando se emiten diferentes sabores en diferentes direcciones en las profundidades de una estrella, las conversiones ocurren rápidamente y se denominan "conversiones rápidas". Curiosamente, la investigación encontró que como el númerode neutrinos crece, también lo hacen sus tasas de conversión, independientemente de la masa.
En el estudio, el científico creó una simulación no lineal de una "conversión rápida" cuando hay tres sabores de neutrinos presentes, donde una conversión rápida está marcada por la interacción de los neutrinos y el cambio de sabores. Los investigadores eliminaron la suposición de que los tres sabores deneutrinos neutrinos muón, electrónico y tau tienen la misma distribución angular, lo que les da a cada uno una distribución diferente.
Una configuración de dos sabores del mismo concepto analiza los neutrinos electrónicos y los neutrinos "x", en los que x puede ser neutrinos muón o tau y donde las diferencias entre los dos son insignificantes.
"Hemos demostrado que en realidad todos son relevantes, e ignorar la presencia de muones no es una buena estrategia", dijo Sen. "Al incluirlos, mostramos que los resultados anteriores están incompletos y que los resultados cambian drásticamente cuando se realizan tres-estudio del sabor. "
Si bien la investigación podría tener importantes implicaciones tanto en partículas como en astrofísica, incluso los modelos utilizados en esta investigación incluyeron simplificaciones. El equipo espera que sus resultados sean más genéricos al incluir dimensiones espaciales además de componentes de momento y tiempo.
Mientras tanto, Sen dijo que espera que la investigación de su equipo ayude a la comunidad a adoptar una mayor complejidad en sus estudios.
"Estamos tratando de convencer a la comunidad de que cuando se toman en cuenta estas conversiones rápidas, se deben usar los tres sabores para comprenderlas", dijo. "Una comprensión adecuada de las oscilaciones rápidas puede ser la clave de por qué algunoslas estrellas explotan de las supernovas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Northwestern . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :