Резонанс Глэшоу
Нейтринные телескопы IceCube, Baikal-GVD, KM3NeT, P-ONE нацелены на идентификацию астрофизических источников нейтрино сверхвысоких энергий.
(i) Не пренебрегая \(q^2\) по сравнению с \(m_W^2\) в пропагаторе \(W\)-бозона вычислите сечение глубоконеупругих реакций \(\nu_\ell + N\to \ell^-+X\) и \(\bar{\nu}_\ell + N\to \ell^++X\) (\(X\) — адроны). Постройте графики в зависимости от энергии нейтрино. Воспользуйтесь, например, библиотекой lhapdf для кварковых распределений.
(ii) Оцените длину поглощения нейтрино и антинейтрино. Определите энергию, начиная с которой Земля перестаёт быть прозрачной для них.
(iii) Вычислите сечение реакции \(\bar{\nu}_e+e^-\to W^-\) (резонанс Глэшоу). Почему он так называется? Сравните вычисленное сечение с сечениями из (i). Есть ли аналогичный резонанс для \(\nu_e\)? Почему?
(iv) Вычислите сечения реакций \(\bar{\nu}_e+e^-\to \bar{\nu}_\ell+\ell^-\), \(\bar{\nu}_e+e^-\to X\) в области резонанса Глэшоу. Сравните вычисленные сечения с сечениями из (i) на одном графике.
(v) Что нового может дать наблюдение резонанса Глэшоу? Сделайте краткий обзор экспериментального статуса.
(vi) Оцените объём водного телескопа, который сможет зарегистрировать одно такое событие в год.