Astronomie II (online-kurs)

KAPITEL 2. AUFBAU UND ENTWICKLUNG DER STERNE 22
Elektron-(ν e ), Myon-(ν µ ), und Tauneutrinos(ν τ )
Neutrinos sind Elementarteilchen, die im Rahmen von Reaktionen der schwachen Wechselwirkung
auftreten. Entsprechend ist ihr Wirkungsquerschnitt mit Nukleonen sehr klein! Jeder Leptonfamilie
ist ein Neutrino zugeordnet. Die folgende Tablle zeigt die 3 Elementarteilchenfamilien und die vier
fundamentalen Wechselwirkungen.
Leptonen Spin=1/2
Quarks Spin=1/2
Flavor Masse Elektrische Flavor Masse Elektrische
GeV/c 2 Ladung GeV/c 2 Ladung
ν e -Elektronneutrino < 7 × 10 −9 0 u up 0.005 2/3
e-Elektron 0.000511 -1 d down 0.01 -1/3
ν µ -Myonneutrino < 0.0003 0 c charm 1.5 2/3
µ-Myon 0.106 -1 s strange 0.2 -1/3
ν τ -Tauneutrino < 0.03 0 t top 170 2/3
τ-Tau 1.7771 -1 b bottom 4.7 -1/3
2.3.1.1 Solares Neutrinospektrum
Sowohl in der p-p Kette als auch im Bethe-Weizsäcker-Zyklus kommen Reaktionen vor, bei denen
Neutrinos entstehen. Aufgrund ihrer geringen Wechselwirkungswahrscheinlichkeit verlassen diese Neutrinos
den Kernbereich der Sonne fast ungehindert. Sie stellen für uns daher eine einmalige Möglichkeit
dar, Informationen über das Sonneninnere zu gewinnen!
Hier seien noch einmal die p-p-Ketten dargestellt:
• p-p I:
• p-p II:
p + p → 2 H + e + + ν e kontinuierlich (2.21)
2 H + p → 3 He + γ
3 He + 3 He → 4 He + p + p
• p-p III:
3 He + 4 He → 7 Be + γ
e − + 7 Be → 7 Li + ν e diskret
7 Li + p → 4 He + 4 He
p + 7 Be →
8 B + γ
8 B → 8 Be ∗ + e + + ν e kontinuierlich.
8 Be ∗ → 4 He + 4 He
Es ist jeweils angedeutet, ob das emittierte Neutrino mit einer diskreten Energie auftritt oder ein
Kontinuum von Energien vorliegt. Damit kann man ein Spektrum der theoretisch zu erwartenden
solaren Neutrinos angeben.