Является ли Земля бомбардируемой нейтрино одинаково во всех направлениях?

Возможно, это трудно точно знать, потому что нейтрино очень трудно обнаружить, хотя они проходят через Землю в очень большом количестве. Но проходят ли они сквозь землю одинаково со всех сторон или это действительно зависит от конкретных событий во вселенной. Вероятно, что солнце порождает их много, поэтому, возможно, днем ​​мы получаем их больше, чем ночью. Но помимо солнечного излучения, нейтрино приходят отовсюду? Или возможно, что большинство из них происходит из одного направления и, возможно, даже влияет на движение Земли?

Существует только два типа источников нейтрино, которые достаточно «яркие», чтобы их можно было надежно обнаружить. Солнце и соседние сверхновые.

Источником солнечных нейтрино является ядерный синтез, который также является источником большей части энергии звезды. Нейтрино также распространяются во всех направлениях, поэтому их интенсивность подчиняется закону обратных квадратов. Таким образом, количество нейтрино пропорционально яркости звезды. При использовании современных детекторов ни одна звезда не является настолько яркой, чтобы ее можно было наблюдать, кроме солнца. Другие звезды производят нейтрино, и звездные нейтрино приходят отовсюду (вероятно, больше из Млечного пути), но их недостаточно для обнаружения.

Сверхновые в Млечном пути и соседние галактики производят смешное количество нейтрино, и всплеск нейтрино наблюдался из SN1987A, ближайшей недавней сверхновой.

Поскольку солнце является самым ярким источником нейтрино, вы можете подумать, что Земля будет блокировать нейтрино ночью. Однако нейтрино проходят прямо через Землю почти не замечая. Земля прозрачна для нейтрино. Таким образом, мы обнаруживаем столько нейтрино ночью, сколько днем.

Одно можно сказать наверняка: от вращения нейтрино или чего-либо еще от нейтрино нет абсолютно никакого влияния , они просто проходят сквозь него.

Помимо нейтрино от Солнца и других дискретных источников во Вселенной (см. Ответ Джеймса), ожидается также наличие космического нейтринного фона . Хотя это еще предстоит обнаружить (предпринимаются усилия), его ожидаемые свойства достаточно хорошо поняты. Нейтрино «отделились» от Вселенной через несколько секунд после Большого взрыва при температуре К. По мере расширения Вселенной длина волны де Бройля этих нейтрино (которые не являются безмассовыми) удлиняется вместе с ней, так что нейтрино ожидается, что сегодня температура будет К Есть 112 таких космических нейтрино на кубический сантиметр на вкус нейтрино (вероятно, 3). < $>10^{10}$$<2$

C B во многих отношениях аналогичен космическому микроволновому фону, но (а) он не был обнаружен; (б) это круче; (c) поскольку нейтрино имеют небольшую, но ненулевую массу, C B нейтрино, вероятно, сегодня нерелятивистские .$\nu$$\nu$

Этот последний момент важен для вашего вопроса. В больших масштабах мы ожидаем, что фон нейтрино будет иметь асимметрию из-за движения Земли через вселенную относительно сопутствующего стандарта покоя. Это точно такая же глобальная дипольная асимметрия, наблюдаемая на космическом микроволновом фоне. Однако нерелятивистские нейтрино также анизотропны, потому что на них гораздо больше влияют гравитационные поля. В частности, они должны быть гравитационно сфокусированы Солнцем так, чтобы Земля получала больше нейтринного потока, когда Земля «подветренна» от Солнца относительно его движения относительно движущейся системы покоя. Это даст годовую модуляцию при любой ненаправленной амплитуде потока нейтрино в несколько десятых процента (Safdi et al. 2014 ) и может позволить подтвердить дешифрование C B.$\nu$

Вдобавок к этому могут быть другие анизотропии, вызванные ускорением C B нейтрино массивными галактиками и скоплениями галактик, которые должны привести к тому, что он будет гораздо более неоднородным и анизотропным, чем космический микроволновый фон. Возможны сверхплотности по отношению к среднему из 10 или более факторов (см. Раздел 2.2 « Янагисава», 2014 ), но это зависит именно от массы нейтрино.$\nu$