Si el neutrino tiene una masa y no reacciona (mucho) con otras partículas, ¿cómo se acelera hasta cerca de la velocidad de la luz cuando se expulsa?

Los neutrinos no son acelerados. Se producen en desintegraciones de partículas inestables, como piones o muones cargados, que se han acelerado de varias maneras. Exactamente cómo depende de qué tipo de sistema estás viendo.

Si está pensando en los neutrinos astrofísicos (los neutrinos astrofísicos significan todos los neutrinos de alta energía producidos en algún objeto o proceso astrofísico), se cree que provienen principalmente de la descomposición de los piones que han sido acelerados por golpes o acelerados por campos magnéticos, etc. El pión las caries además dan muones que a su vez se descomponen y dan más neutrinos. Los protones que se aceleran pueden reaccionar con otros protones y dar neutrones que se descomponen, y así sucesivamente.

Los neutrinos atmosféricos también provienen principalmente de la descomposición de los piones producidos por los rayos cósmicos. Los neutrinos solares se producen en reacciones nucleares en el núcleo del Sol. Los neutrinos en experimentos con aceleradores se producen en vertederos de haces, donde un haz de partículas cargadas choca con algún material, lo que produce muchos piones.

Creo que esta pregunta se basa en un malentendido del significado de “mucho” en “no reacciona (mucho)”.

En este contexto, “mucho” es sinónimo de “a menudo”, no es sinónimo de “fuertemente”.

Es decir, la interacción “débil” se llama débil porque ocurre muy raramente. Pero cuando sucede, la interacción en sí no es más débil que, digamos, el electromagnetismo. Es decir que cuando se crea un neutrino, recibe mucha energía cinética.

Y debido a que la masa en reposo del neutrino es pequeña, esta energía cinética es millones (o billones o más) de esa masa en reposo, lo que significa que el neutrino viajará a casi la velocidad de la luz.

Debido a que su masa es tan pequeña, si se les da incluso una pequeña cantidad de energía por cualquier reacción que los cree, inevitablemente alcanzarán de inmediato una velocidad muy cercana a la de la luz.

Pueden existir neutrinos cuya herencia de energía es tan minúscula que viajan lentamente. ¿Cómo detectaríamos tales rezagados? Si la gran mayoría viaja cerca de c, y dado que solo podemos detectar unos pocos neutrinos en cada quintillón, ¿cómo deberíamos detectar a la pequeña minoría cuya energía es tan baja que no son relativistas?

Debido a que su masa es tan pequeña que no impide que los neutrinos viajen a casi la velocidad de la luz. Pero para hacerlo, deben generarse en eventos de alta energía como el Big Bang, las supernovas o la desintegración radiactiva.

La mayoría de los neutrinos se generaron durante el Big Bang.