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Thema: [gelöst] Neutrino-forschung Verständnisproblem

  1. #1
    Cloogshicer®

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    Avatar von dexter
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    [gelöst] Neutrino-forschung Verständnisproblem

    Ich hab mir auf Arte ne Doku angeschaut zu Neutrinoforschung. Vorweg: ich bin interessierter fortgeschrittener Laie, ich hab keine tiefgreifenden Kenntnisse in Physik, Astronomie oder ähnlichem was da berührt wird.

    Theorie:
    - Neutrinos kommen aus dem Weltall und durchdringen alles. (sagt die Wissenschaft). So um die 60 Mio/cm²/s (vlt hab ich nich richtig hingehört und es sind "nur" 60000).
    Jedenfalls haben die da so Sensoren in der Antarktis und im Mittelmeer und die bringen solche Ergebnisse:
    oder:

    Nun meine Frage: Wie kann es sein, dass Neutrinos alles durchdringen und dann doch nur von "oben" kommen? Wissenschaftler blöd? Doku-filmer blöd?
    Hab ich was falsch verstanden?

    Edit: Meine Erwartung wäre, dass in den Diagrammen "Linien" kreuz und quer entstehen müssten.
    Geändert von dexter (13.08.18 um 10:36 Uhr)
    Wer nachts schläft, muss sich nicht wundern, wenn er tagsüber arbeitet!

  2. #2
    The REAL Cheshire Cat Avatar von TBow
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    Re: Neutrino-forschung Verständnisproblem

    oder:
    Naja, die Bilder haben wohl nur wenig Aussagekraft.
    Wie lange war denn die Zeitperiode, die für diese Anzahl von Ereignissen notwendig war?
    Wenn ich micht richtig entsinne, dann wartet man da Jahre, dass man da etwas statistisch Signifikantes erhält.

    Meine Vermutung - die größte Neutrinoquelle in der Nähe der Erde ist die Sonne und darum sind die "Leuchtspuren" der Neutrinos allesamt parallel.
    Da die Reaktionsrate mit den Detektoren SEHR niedrig ist, werden Neutrinos von anderen Quellen auch sehr selten registriert.

    EDIT:
    Neutrinoteleskope wie IceCube können auch Supernovae entdecken

    https://de.wikipedia.org/wiki/IceCube
    Oha, wieso haben wir denn auf einmal einige Neutrinospuren die von da nach da gehen? Da muss eine massive Neutrinoquelle plötzlich entstanden sein. Da gucken wir gleich mal in der Richtung in den Kosmos.


    Noch etwas Interessantes.
    Mit dem antarktischen Neutrino-Observatorium „IceCube“ hat ein internationales Wissenschaftlerteam erstmals die genaue Quelle und Herkunft eines energiereichen Neutrinos nachgewiesen

    https://www.grenzwissenschaft-aktuel...rinos20180713/
    Betonung: ein einziges Neutrino!
    Für diesen Beitrag bedankt sich Roin
    Geändert von TBow (12.08.18 um 22:30 Uhr)
    Danke Edward Snowden, DANKE!

  3. #3
    Cloogshicer®

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    Avatar von dexter
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    Re: Neutrino-forschung Verständnisproblem

    Zitat Zitat von TBow Beitrag anzeigen
    Meine Vermutung - die größte Neutrinoquelle in der Nähe der Erde ist die Sonne und darum sind die "Leuchtspuren" der Neutrinos allesamt parallel.
    Das ist eine recht naheliegende Theorie, würde aber bedeuten, dass die Journalisten UND die Wissenschaftler nur die Daten vom Tage visualisiert haben. Im Fall der Antarktis ist das noch etwas kniffliger, die dürften dann zufällig nur die Daten im Arktissommer erheben. Klingt mir zu blöd. (Das Problem mit den Sonnenneutrinos wurde in der Doku auch kurz angeschnitten, also sollten die das auch tatsächlich aufm Schirm haben)

    Nachtrag:
    Wie lange war denn die Zeitperiode, die für diese Anzahl von Ereignissen notwendig war?
    Das spricht auch gg. Deine Theorie. Nach meinem Gefühl sind das Daten, die über mehrere Tage erhoben werden, da "es äusserst selten vorkommt, dass ein Neutrino einen Atomkern trifft" (sinngemäss).

    Nochmal Edit; Die Doku ist hier: https://www.arte.tv/de/videos/053954-000-A/neutrinos/ bzw: https:\\arteptweb-a.akamaihd.net\am\...104hdskkM2.mp4
    Geändert von dexter (12.08.18 um 22:48 Uhr)
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  4. #4
    The REAL Cheshire Cat Avatar von TBow
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    Re: Neutrino-forschung Verständnisproblem

    @dexter
    Find mal raus, wie lange bei den Bildern/Visualisierungen der Beobachtungszeitraum war.
    Ansonsten wird das nichts.
    Danke Edward Snowden, DANKE!

  5. #5
    Cloogshicer®

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    Avatar von dexter
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    Re: Neutrino-forschung Verständnisproblem

    Siehe meine Edits ^^
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  6. #6
    The REAL Cheshire Cat Avatar von TBow
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    Re: Neutrino-forschung Verständnisproblem

    Und wie lange ist nun die Zeitspanne?
    Danke Edward Snowden, DANKE!

  7. #7
    Cloogshicer®

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    Avatar von dexter
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    Re: Neutrino-forschung Verständnisproblem

    Zitat Zitat von TBow Beitrag anzeigen
    Und wie lange ist nun die Zeitspanne?

    Steht doch oben zwischen den Zeilen: Ich habe keine Ahnung und bezweifle, dass die Daten von 12 Uhr Mittags sind.
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  8. #8
    The REAL Cheshire Cat Avatar von TBow
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    Re: Neutrino-forschung Verständnisproblem

    Dann wirds in der Tat schwierig, die Bilder zu interpretieren bzw richtig einzuordnen.
    Danke Edward Snowden, DANKE!

  9. #9
    lustiger Kumpane Avatar von Mäxchen
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    Re: Neutrino-forschung Verständnisproblem

    Ab Minute 6 sieht man doch sehr schön, wie das Muster entsteht. Oder vertue ich mich jetzt? Habe nicht so die Lust, die ganze Doku zu gucken. Schlußendlich ist die Begründung aber, glaube ich, dass der vertikale Abstand zwischen den Photozellen in einem Bohrtunnel kleiner ist, als der Abstand der einzelnen Bohrtunnel zueinander.

    Die Photozellen registrieren natürlich nicht die Neutrinos selbst, die auch nur 0 oder 1mal kollidieren und keine sichtbare "Bahn" hinterlassen, sondern Photonen oder andere Teilchen, die bei der Kollision entstehen.
    Geändert von Mäxchen (12.08.18 um 23:35 Uhr)
    33,33% aller Statistiken beruhen auf sehr kleinen Datenmengen.

  10. #10
    ♪♪♫♪♫♫♪ Avatar von KaPiTN
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    Re: Neutrino-forschung Verständnisproblem

    Zitat Zitat von dexter Beitrag anzeigen
    Jedenfalls haben die da so Sensoren in der Antarktis und im Mittelmeer und die bringen solche Ergebnisse:
    oder:

    Nun meine Frage: Wie kann es sein, dass Neutrinos alles durchdringen und dann doch nur von "oben" kommen?
    Ich habe jetzt nur etwas 5m geschaut, aber das scheint mir soweit klar.

    Wie kommst Du rauf, daß die nur von oben kommen? Das sind nicht die Neutrinos, die von oben kommen, sondern die Photosensoren.
    Aus welcher Richtung ein Neutrino kommt, wird an dieser Stelle noch nicht erwähnt. Aber trifft es auf einen Kern, so werden andere Elementarteile herausgelöst, die eine Lichtspur hinter sich herziehen, die auf die einzelnen Photozellen treffen kann, die nun mal wie Perlen von oben nach unten ins Eis eingelassen wurden.
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  11. #11
    The REAL Cheshire Cat Avatar von TBow
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    Re: Neutrino-forschung Verständnisproblem

    Zitat Zitat von KaPiTN Beitrag anzeigen
    Aus welcher Richtung ein Neutrino kommt, wird an dieser Stelle noch nicht erwähnt. Aber trifft es auf einen Kern, so werden andere Elementarteile herausgelöst, die eine Lichtspur hinter sich herziehen, die auf die einzelnen Photozellen treffen kann, die nun mal wie Perlen von oben nach unten ins Eis eingelassen wurden.
    Hier können dann aber auch andere Richtungen abgebildet werden. Ähnlich, wie in einer Nebelkammer.

    EDIT:
    In https://de.wikipedia.org/wiki/Neutrinoobservatorium gibt es eine Unterteilung nach der Schwellenenergie bzw Sensitivität. Kann also sogar sein, dass zB ein Solar-Neutrinodetektor eben nur Sonnenneutrionos detektieren wird.
    Geändert von TBow (13.08.18 um 00:04 Uhr)
    Danke Edward Snowden, DANKE!

  12. #12
    ♪♪♫♪♫♫♪ Avatar von KaPiTN
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    Re: Neutrino-forschung Verständnisproblem

    Zitat Zitat von TBow Beitrag anzeigen
    Hier können dann aber auch andere Richtungen abgebildet werden.
    Andere Richtungen als was? Natürlich alle möglichen Richtungen. Ich habe ja nicht gesagt, daß die Lichtspuren entlang der Leinen laufen.
    Man sieht das ja bei 06:10.
    Für diesen Beitrag bedankt sich dexter
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  13. #13

    Re: Neutrino-forschung Verständnisproblem

    Die Spuren entstehen ja NACH der Kollision - und die läuft klassisch physikalisch ab - wie beim Billiard.
    Sprich nach der Kollision fliegen die neuen Teilchen in den Linien weiter wie vorher das Neutrino - ein wenig abgelenkt zwar, aber eben doch meist in dieselbe Richtung.

    Wenn Du Dir zB Aufnahmen vom CERN ansiehst, dann sind oft Spuren auch spiralförmig - das sind dann geladene Teilchen die um ein vorhandenes Magnetfeld kreisen.

  14. #14
    The REAL Cheshire Cat Avatar von TBow
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    Re: Neutrino-forschung Verständnisproblem

    Zitat Zitat von KaPiTN Beitrag anzeigen
    Andere Richtungen als was? Natürlich alle möglichen Richtungen. Ich habe ja nicht gesagt, daß die Lichtspuren entlang der Leinen laufen.
    Man sieht das ja bei 06:10.
    Genau das war ja seine Frage. Wieso in Richtung der "senkrechten" angelegten Detektoren und nicht schräg nach unten, schräg nach oben usw?
    Die Sensoren werden ja wohl ganz klassisch in Gitterform angelegt sein und somit sind alle Richtungen detektierbar. Darum auch mein Quote zum Thema Lokalisation einer Neutrinoquelle.
    Danke Edward Snowden, DANKE!

  15. #15
    Warp drölf

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    Avatar von godlike
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    Re: Neutrino-forschung Verständnisproblem

    Die Richtung von Neutrinos kann ja variieren. Die schiere Menge (ca 100 Milliarden Neutrinos die pro Sekunde die Erde treffen), wobei mit steigender Energie ja die wahrscheinlichkeit der Wechselwirkung steigt, lässt eine Interaktion mit einem Detektor jetzt auch nicht soo unwahrscheinlich und selten geschehen.

    Bei 11 MeV ist die mittlere freie Weglänge in Blei bereits 350 Milliarden Kilometer, und in der Erde würden im Schnitt etwa drei von einer Milliarde Neutrinos eine Wechselwirkung eingehen, während die restlichen ungehindert durchfliegen.
    Darum ist die Wahrscheinlichkeit das Neutrinos der Sonne mit einem Detektor wechselwirken jetzt auch kleiner wie z.B. von eiener Super- oder Hypernova. Neutrinos der Sonne haben halt "nur" eine Energie mit weniger als 10 TeV... Eine Skala dazu findet ihr hier auf Seite 3

    Ich schätze je nach dem wie der Detektor eingestellt ist (IceCube ist ja auch sehr hochenergetische Neutrinos wie sie in Quasaren, Schwarzen Löcher usw. entstehen) werden bestimmte Typen von Neutrinos aufgefangen. Für mich sehen die Diagramme mit den aufgefangenen Neutrinos so aus als das hier alle Detektor-Kabel eingezeichnet sind mit den Wechselwirkungen. Da die Kabel nun mal Senkrecht zur Erdoberfläche angeordnet, somit werden Neutrinos ja auch nur entlang dieser Kabel registriert und eben dieses Bild der senkrechten Linien entsteht...
    Für diesen Beitrag bedankt sich poesie noire
    »Ask not what you can do for your country. Ask what's for lunch« Orson Welles

    „Eine Gestalt von seltenem Ebenmaß“

  16. #16
    Cloogshicer®

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    Avatar von dexter
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    Re: Neutrino-forschung Verständnisproblem

    Zitat Zitat von KaPiTN Beitrag anzeigen
    Andere Richtungen als was? Natürlich alle möglichen Richtungen. Ich habe ja nicht gesagt, daß die Lichtspuren entlang der Leinen laufen.
    Man sieht das ja bei 06:10.
    Oh, da war ich wohl grad Chips holen.
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  17. #17
    Dr. Zyn. Avatar von Novgorod
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    Re: [gelöst] Neutrino-forschung Verständnisproblem

    jo, die richtung wird aus dem flugzeitunterschied bestimmt (also wann welcher detektor vom cherenkov-blitz getroffen wird) und die energie aus der integrierten lichtausbeute des events über alle detektoren.. ich gehe davon aus, dass die event-rate niedrig genug ist, dass innerhalb der "wirkungs"-zeit (~1km/c) immer nur ein isoliertes event gemessen wird.. multi-events sind wahrscheinlich auch möglich, solange sie im detektorvolumen räumlich getrennt sind..

    achja, wenn du deinen mind einmal richtig schön blowen willst, kannst dir ja mal anschauen, warum neutrinos häufiger ihr geschlecht wechseln als kalifornische soziologiestudenten (-> neutrinooszillationen)...

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