Neutrini su „čestice duhova“ u Standardnom modelu fizike čestica. To je zato što slabo reaguju sa običnom materijom. Zanimljivo svojstvo neutrina je da oni mogu da promene svoj identitet ili „ukuse“ kada su u interakciji.
Istraživači su nedavno otkrili da neutrini u veoma gustom okruženju mogu razviti jake korelacije (drugim rečima, kvantnu zapetljanost) kroz međusobne interakcije. Ovo se može dogoditi u supernovama sa kolapsom jezgra ili spajanju neutronskih zvezda. Vremenom, neutrini sa različitim početnim ukusima dostižu sličan ravnotežni ukus i raspodelu energije.
Supernova sa kolapsom jezgra poput one koju su naučnici primetili u Velikom Magelanovom oblaku 1987. je smrtni krik ogromne zvezde. Ove supernove su kosmičke fabrike koje stvaraju elemente kao što su natrijum i aluminijum.
Naučnici procenjuju da 99% energije oslobođene u supernovi nose neutrini. Neutrino sa elektronskim ukusom i njegova antičestica su posebno važni u prenosu energije i sintezi elemenata u supernovi. Poznavanje energije stanja ukusa ovih neutrina pomaže naučnicima da razumeju kako supernova sa kolapsom eksplodira i koje elemente stvara.
Naučnici već nekoliko decenija znaju da je evolucija ukusa neutrina unutar supernove sa kolapsom jezgra komplikovan kvantno-mehanički proces.
Većina postojeće literature o ovom procesu zasniva se na aproksimaciji najnižeg reda kvantne verzije jednačine transporta neutrina. Međutim, ovaj pristup zanemaruje preplitanje više tela u kvantnim stanjima ukusa neutrina.
Nedavno su istraživači ispitali kvantne korelacije koje nastaju zadržavanjem zapetljanosti koje je zanemareno u ranijim studijama ovog problema. Rad je objavljen u časopisu Physical Review D.
Otkrili su da je interakcija između neutrina dobro aproksimirana koristeći rezultate iz teorije slučajnih matrica. Ovo otkriće takođe implicira da će kvantna stanja neutrina evoluirati haotično dok budu u interakciji jedno sa drugim.
Ovaj rezultat je naknadno potvrđen detaljnim numeričkim simulacijama koje su pokazale pojavu ovog haotičnog ponašanja. Numerički rezultati takođe pokazuju da, nakon interakcije tokom dovoljno dugog vremena, svaki pojedinačni neutrino daje slično mešovito stanje impulsa i ukusa.
Novi rezultat se može integrisati sa numeričkim simulacijama supernove sa kolapsom jezgra. Ovo može baciti novo svetlo na mehanizam eksplozije i nukleosintezu u ovim moćnim kosmičkim događajima.
