نظرية المجال الكمومي لتذبذبات النيوترينو

تلعب النيوترينوات دورًا في العديد من الجوانب الأساسية في الحياة، حيث يتم إنتاجها في عمليات الاندماج النووي التي توفر الطاقة للشمس والنجوم ويتم إنتاجها في عمليات الاضمحلال الإشعاعي التي توفر مصدرًا للحرارة داخل كوكب الأرض ويتم إنتاجها في المفاعلات النووية.

نظرية تذبذبات النيوترينو

تم الأخذ في الاعتبار تذبذبات النيوترينو في الفراغ في إطار نظرية المجال الكمي، حيث تكون عمليات إنتاج النيوترينو والكشف عنها جزءًا من مخطط فينيمان الفردي ويتم حساب المقطع العرضي المقابل بالطريقة القياسية، أي مع الحالات النهائية التي تمثلها الموجات المستوية، حيث تستخدم الافتراضات التي تتحقق في التجارب الفعلية ويتم التركيز على عملية الكشف.

علاوة على ذلك، يتم أيضا وضع فاصل زمني محدد بطول، حيث يقوم الكاشف بتسجيل أحداث النيوترينو، وفي هذا السياق تم دفع تجارب تذبذب المسرع والنيوترينو، حيث تتم مزامنة أخذ البيانات في الوقت المناسب مع وقت انسكاب البروتون في المسرع.

وبالنظر إلى العزم النهائي واتجاه انتشار النيوترينو تم إيجاد أنه في سعة التذبذب لجميع الأغراض العملية تكون طاقة النيوترينو (Q) ثابتة بصرف النظر عن الفترة الزمنية (2 π / τ) حول متوسط ​​الطاقة (bar Q)، فهذا تعبير من عدم الحفاظ على الطاقة أو علاقة عدم اليقين بين الطاقة والوقت في عملية الكشف.

تم الاشتقاق بتقريب ممتاز أن تأثير التذبذب في السعة ينشأ من نيوترينوات ضخمة لها نفس الطاقة (bar Q) على سبيل المثال تحدث التذبذبات في الفضاء دون أي تأثير ديكوهيرس في حين أن التكامل المتبقي على (Q) في الفاصل الزمني للرتبة (2 π ℏ) ينتج عنه وظيفة الارتباط الزمني التي تعبر عن التأخير الزمني بين إنتاج النيوترينو واكتشافه.

وصف نظرية المجال لتذبذبات النيوترينو

• تم النظر إلى مناهج نظرية المجال المختلفة لوصف تذبذبات النيوترينو في الفراغ والمجالات الخارجية، حيث تم مناقشة نهجا يعتمد على ميكانيكا الكم النسبية والذي يتضمن التطور الزمني للنيوترينوات الضخمة، ولوصف ديناميكيات نظام النيوترينوات تم استخدام الحلول الدقيقة لمعادلات الموجة في وجود مجال خارجي يسمح للمرء أن يأخذ في الاعتبار بالضبط خصائص النيوترينوات وخصائص المجال الخارجي.

• على وجه الخصوص يقوم العلماء بفحص تذبذبات النكهة والفراغ والمواد الخلفية بالإضافة إلى تذبذبات النكهة الدورانية في المادة تحت تأثير المجال الكهرومغناطيسي الخارجي، علاوة على ذلك فإنهم ينظرون في حالة تفاعلات النيوترينو الافتراضية غير القياسية مع الفرميونات الخلفية.

• وفي حالة الجسيمات الفائقة الصغر يتم إعادة إنتاج هاميلتوني فعال يستخدم في المقاربة الميكانيكية الكمومية لوصف تذبذبات النيوترينو، كما تمت مناقشة التصحيحات على ميكانيكا الكموميلتوني، ثم دراسة التطور المكاني للنيوترينوات المختلطة الضخمة المنبعثة من المصادر الكلاسيكية، حيث تبدو هذه الطريقة أكثر واقعية؛ لأنها تتنبأ بتذبذبات النيوترينو في الفضاء، إلى جانب التذبذبات بين نكهات النيوترينو المختلفة التي بينت أيضًا التحولات بين حالات الجسيمات والجسيمات المضادة.

• وأخيرًا تم استخدام طريقة نظرية المجال الكمي والتي تتضمن انتشار نيوترينوات افتراضية بين نقاط الإنتاج والكشف لوصف انتقالات الجسيمات والجسيمات المضادة لنيوترينوات ماجورانا في وجود مادة خلفية، كما تمت مناقشة التصحيحات على ميكانيكا الكموميلتوني، ثم دراسة التطور المكاني للنيوترينوات المختلطة الضخمة المنبعثة من المصادر الكلاسيكية، حيث تبدو هذه الطريقة أكثر واقعية لأنها تتنبأ بتذبذبات النيوترينو في الفضاء.

خلط تذبذبات النيوترينو في نظرية المجال الكمومي

لقد تم استعراض بعض النتائج الرئيسية للنهج النظري للمجال الكمي لخلط وتذبذبات النيوترينو، فلقد أظهر الباحثون أنه الإطار النظري للمجال الكمي، حيث يتم تعريف فراغ النكهة، إذ يسمح بإعطاء تعريف دقيق لحالات النكهة مثل (eigenstates) لشحنات ليبتون غير المحفوظة.

يتم الحصول على صيغة التذبذب الدقيقة التي تعيد إنتاج معادلة تذبذب بونتيكورفو في حدود النسبية وتوضح بعض التناقضات الناشئة في تقريب ميكانيكا الكم، كما أظهر العلماء  أن بنية نظرية المقياس تكمن وراء ظاهرة خلط النيوترينو وأن هناك تشابكًا بين النيوترينوات المختلطة، إذ تم العثور على فراغ النكهة ليكون حالة متشابكة معممة متماسكة.

تؤكد البيانات أن النيوترينو ليس له نكهة حتى يتم قياسه فعليًا كما يقول جارج إن النتيجة ليست مفاجئة لأن تذبذبات النيوترينو هي بطبيعتها ميكانيكية كمومية، يقوم العلماء بدراسة النيوترينوات بهذه الدقة لأنهم يمتلكون أدلة حول الأحداث والعمليات التي أوجدتها، وهي أحداث يحاول الباحثون ببطء تجميعها معًا، حيث أنه من خلال النيوترينوات يستطيع العلماء الوصول إلى قدرًا هائلاً من المعلومات عن كيفية تكوين الكون وتماسكه معًا.