Discussion:Oscillation des neutrinos

Fusion de 2 articles

1 Oscillation de neutrino

Il existe 3 saveurs de neutrino pour chacun des leptons chargés :

• U.E (neutrino électronique ν_e) pour l'électron
• U.M (neutrino muonnique ν_μ) pour le muon
• U.T (neutrino tauique ν_T) pour le tau.

Les neutrinos n'ont quasiment aucune interaction avec la matière. Il existe malgré tout une interaction dépendante de sa saveur, en effet il arrive que le neutrino provoque l'apparition du lepton definnisant sa saveur lorsq'il rencontre une particule. l'oscillation des neutrinos est en fait leur changement de saveur, ainsi un U.E peut devenir spontanement un U.M, ou un U.T, mais tout en respectant des lois de fréquence.

Si on prend par exemple un U.E à un temps t=t0, de fréquence d'oscillation t1 vers un U.T, alors lorsque t tend vers t1, la probalité que le U.E ait changé de saveur vers un U.T augmente. Mais lorsque t=t1, la probabilité que U.E ait changé de saveur est de 100%. par la suite le neutrino continue d'osciller avec une fréquence à nouveau dépendante de son changement de saveur.

Il faut savoir qu'en réalité un neutrino serait le mélange des trois saveurs, électronique, muonique et tauique, mais que l'une de ces trois saveurs serait domminante, et determinerait le neutrino comme U.E., U.M. ou U.T.. La fréquence d'oscillation d'un neutrino muonique en un neutrino tauique par exemple serait en fait dépendante de la différence de masse entre U.M et U.T. Les neutrinos ont donc dans cette théorie non seulement une masse mais qui différe selon leur saveur.

Cette théorie serait mise en évidance en 1998 dans l'expérience super-kamiokande

2 Oscillation du neutrino

Il existe 3 saveurs de neutrino pour chacun des leptons chargés : . le neutrino électronique $\nu _{e}$ . le neutrino muonique $\nu _{\mu }$ . le neutrino tauique $\nu _{\tau }$. Il s'agit en fait des états propres du lagrangien d'interaction, c'est à dire des les seules solutions possibles de l'interaction faible. Or, le lagrangien de propagation, c'est à dire la manière dont les neutrinos se propagent, a des états propres différents, que l'on nommera $\nu _{1}$, $\nu _{2}$ et $\nu _{3}$. Une matrice d'éléments $U_{\alpha i}$ où $\alpha$ est un état propre d'interaction ( $e$, $\mu$ ou $\tau$) et i un état propre de propagation (1, 2 ou 3) permet de passer d'une base à une autre. Ainsi, un neutrino électronique créé lors d'une interaction est une combinaison linéaire des trois états propres de propagation. Ces trois états propres se propagent à des vitesses différentes (explication en terme de paquets d'onde). Donc, en fonction de la distance parcourue et de l'énergie du neutrino initial, la combinaison de $\nu _{1}$, $\nu _{2}$ et $\nu _{3}$ évolue. Et donc, à un certain point de propagation, la combinaison peut correspondre à celle d'un neutrino muonique ou tauique. Notre neutrino initialement électronique a changé de saveur : il s'agit de l'oscillation du neutrino. Il convient de noter que ce processus n'a lieu qu'à deux conditions :

1) les états propres d'interaction et de propagation sont différents

2) les neutrinos ont des masses différentes, ce qui explique leurs vitesses de propagation différentes.

Résultat

Les neutrinos n'ont quasiment aucune interaction avec la matière. Il existe malgré tout une interaction dépendante de sa saveur, en effet il arrive que le neutrino provoque l'apparition du lepton definissant sa saveur lorsqu'il rencontre une particule.

Il existe 3 saveurs de neutrino pour chacun des leptons chargés :

• U.E (neutrino électronique $\nu _{e}$) pour l'électron,
• U.M (neutrino muonique $\nu _{\mu }$) pour le muon,
• U.T (neutrino tauique $\nu _{\tau }$) pour le tau.

Phénomène

L'oscillation des neutrinos est en fait un changement de saveur, ainsi un U.E peut devenir spontanement un U.M, ou un U.T, mais tout en respectant des lois de fréquence.

Si on prend par exemple un U.E à un temps t=t0, de fréquence d'oscillation t1 vers un U.T, alors lorsque t tend vers t1, la probalité que le U.E ait changé de saveur vers un U.T augmente. Mais lorsque t=t1, la probabilité que U.E ait changé de saveur est de 100%. Par la suite le neutrino continue d'osciller avec une fréquence à nouveau dépendante de son changement de saveur.

États propres

Il s'agit en fait des états propres du lagrangien d'interaction, c'est à dire des les seules solutions possibles de l'interaction faible. Or, le lagrangien de propagation, c'est à dire la manière dont les neutrinos se propagent, a des états propres différents, que l'on nommera $\nu _{1}$, $\nu _{2}$ et $\nu _{3}$. Une matrice d'éléments $U_{\alpha i}$ où $\alpha$ est un état propre d'interaction ( $e$, $\mu$ ou $\tau$) et i un état propre de propagation (1, 2 ou 3) permet de passer d'une base à une autre. Ainsi, un neutrino électronique créé lors d'une interaction est une combinaison linéaire des trois états propres de propagation. Ces trois états propres se propagent à des vitesses différentes (explication en terme de paquets d'onde). Donc, en fonction de la distance parcourue et de l'énergie du neutrino initial, la combinaison de $\nu _{1}$, $\nu _{2}$ et $\nu _{3}$ évolue. Et donc, à un certain point de propagation, la combinaison peut correspondre à celle d'un neutrino muonique ou tauique. Notre neutrino initialement électronique a changé de saveur : il s'agit de l'oscillation du neutrino.

Explication

Il faut savoir qu'en réalité un neutrino serait le mélange des trois saveurs, électronique, muonique et tauique, mais que l'une de ces trois saveurs serait domminante, et determinerait le neutrino comme U.E., U.M. ou U.T.. La fréquence d'oscillation d'un neutrino muonique en un neutrino tauique par exemple serait en fait dépendante de la différence de masse entre U.M et U.T. Les neutrinos ont donc dans cette théorie non seulement une masse mais qui différe selon leur saveur.

Conditions

Il convient de noter que ce processus n'a lieu qu'à deux conditions :

• Les états propres d'interaction et de propagation sont différents,
• Les neutrinos ont des masses différentes, ce qui explique leurs vitesses de propagation différentes.

Expériences

Cette théorie a été mise en évidence en 1998 dans l'expérience Super-kamiokande.

C'est n'importe quoi cet article... Vous avez enlevé mon esquisse d'explication pour la remplacer par des trucs faux. Jamais la probabilité d'oscillation d'un nu_e n'atteint 100% ! Ce qu'il aurait fallu, c'est compléter ma base...

Prix Nobel 2015

Serait-il pertinent de signaler quelque part dans cet article que Takaaki Kajita et Arthur McDonald ont obtenu le prix Nobel de physique 2015 pour leurs travaux sur l'oscillation des neutrinos ?--90.56.214.209 (discuter) 10 octobre 2020 à 16:48 (CEST)