Bagaimana Transformasi Rasa Dapat Merevolusi Astrofisika Neutrino

Read Also

Halaman tidak tersedia | Berita AP

19 Apr 2024

Para peneliti tengah mengembangkan metode untuk menyederhanakan perhitungan perubahan rasa kuantum neutrino dalam pengaturan astrofisika padat seperti supernova. Dengan mengintegrasikan mekanika kuantum ke dalam model transportasi tradisional, pendekatan ini membantu memprediksi perilaku neutrino dan produksi unsur dalam ledakan bintang, yang menunjukkan hasil menjanjikan dalam pengujian awal.

Neutrino memiliki sifat mekanika kuantum yang disebut “rasa”. Rasa ini dapat berubah saat neutrino bergerak melalui ruang angkasa. Tantangan utamanya adalah melacak pergerakan fisik neutrino dan perubahan rasanya dalam sistem astrofisika seperti supernova keruntuhan inti dan penggabungan bintang neutron. Susunan yang rumit dan sejumlah besar neutrino dalam sistem ini membuat hampir mustahil untuk melacak semua atau bahkan sebagian neutrino.

Dalam penelitian ini, fisikawan meneliti cara potensial untuk memecahkan tantangan ini. Pendekatan ini melibatkan perluasan metode tradisional penghitungan pergerakan neutrino untuk mencakup perubahan rasa mekanika kuantum. Pendekatan ini mengurangi kompleksitas penghitungan perilaku neutrino dalam sistem yang kompleks.

Kontur tiga dimensi koherensi kuantum dalam simulasi momen neutrino. Simulasi dimulai dengan kondisi awal acak dan mengembangkan struktur dalam waktu kurang dari satu nanodetik. Kredit: E. Grohs

Memperluas Metode Perhitungan untuk Pergerakan Neutrino

Read Also

Teleskop Luar Angkasa Web Mengungkap Aktivitas Metana yang Mengejutkan di Katai Coklat Dingin

17 Apr 2024

Sebuah supernova atau bintang neutron penggabungan mengirimkan banyak jenis pembawa pesan, dari foton hingga gelombang gravitasidari neutrino hingga unsur-unsur berat. Pembawa pesan ini memberi para ilmuwan wawasan baru tentang fisika objek-objek bintang ini. Akan tetapi, para ilmuwan perlu memahami fisika neutrino untuk menggunakan pembawa pesan ini. Neutrino membawa sebagian besar energi dari sistem ini.

Selain itu, para ilmuwan perlu memahami interaksi yang melibatkan neutrino untuk memprediksi unsur-unsur berat yang dihasilkan dari ledakan bintang dan penggabungan bintang. Momen sudut merangkum jumlah total dan fluks neutrino ke dalam serangkaian persamaan gerak yang kecil. Para ilmuwan kemudian dapat menggunakan persamaan ini untuk menghitung perubahan rasa neutrino.

Jumlah persamaan yang berkurang dalam metode momen sudut menawarkan jalan ke depan untuk memecahkan masalah transformasi rasa neutrino pada objek astrofisika kompak, seperti penggabungan bintang neutron.

Menguji Pendekatan Berbasis Momen Sudut

Penelitian ini meneliti prospek penggunaan pendekatan berbasis momen sudut semi-klasik untuk memasukkan efek mekanika kuantum flavor dalam pengangkutan neutrino dalam sisa penggabungan bintang neutron. Para peneliti menguji metode tersebut pada jenis transformasi flavor neutrino yang disebut “fast-flavor”, yang mana informasi sudut tentang neutrino merupakan persyaratan yang diketahui untuk transformasi tersebut. Hasilnya adalah bahwa metode tersebut menangkap pertumbuhan transformasi dengan baik dan bahwa metode ini layak untuk dieksplorasi lebih lanjut.

Pekerjaan ini menggunakan sumber daya komputasi dari Pusat Komputasi Ilmiah Penelitian Energi Nasional, fasilitas pengguna Departemen Energi. Pekerjaan ini juga menggunakan Pembayaran mesin di Universitas Negeri Carolina Utarayang sebagian didukung oleh Research Corporation for Science Advancement.

Referensi:

“Ketidakstabilan rasa cepat neutrino dalam tiga dimensi untuk penggabungan bintang neutron” oleh Evan Grohs, Sherwood Richers, Sean M. Couch, Francois Foucart, James P. Kneller dan GC McLaughlin, 29 September 2023, Huruf Fisika B.
DOI: 10.1016/j.physletb.2023.138210

“Transformasi Rasa Neutrino Dua Momen dengan Aplikasi pada Ketidakstabilan Rasa Cepat dalam Penggabungan Bintang Neutron” oleh Evan Grohs, Sherwood Richers, Sean M. Couch, Francois Foucart, Julien Froustey, James P. Kneller dan Gail C. McLaughlin, 21 Februari 2024, Itu Jurnal Astrofisika.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad13f2

Penelitian ini terutama didanai oleh Kantor Sains Departemen Energi (DOE), program Fisika Nuklir. Pendanaan tambahan disediakan oleh Kantor Sains DOE, Kantor Riset Komputasi Ilmiah Lanjutan; Yayasan Sains Nasional; Yayasan Heising-Simons; dan Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional.