【中微子振荡】秒懂2016自然科学一等奖 “中微子振荡”到底是啥

2019-12-28 - 中微子

更正:漫画发出后,曹俊教授指出其中一处信息错误,并发来更正:“大亚湾实验的光电倍增管不是自制的,是美国出资,买的日本的。曾想过研发,一没钱二来不及。2008年提出江门中微子实验后,痛定思痛,自己设计了个新型光电倍增管,前3年有过几次不成功的合作,然后走上正规,又4年研制成功。”

【中微子振荡】秒懂2016自然科学一等奖 “中微子振荡”到底是啥
【中微子振荡】秒懂2016自然科学一等奖 “中微子振荡”到底是啥

1.在标准模型中,中微子是无质量的粒子,因此无法用标准模型解释中微子振荡的现象。如果假设中微子存在质量,中微子振荡就可以用数学模型作出解释了。

2.在中微子的混合角度θ12、θ23、θ13中的1、2、3,分别表示中微子的第1种质量的本征态、第2种质量的本征态、第3种质量的本征态,而不是指第1种、第2种、第3种中微子(即电子、μ子和τ子中微子)。

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3.我们可以粗略地打个比方。世界上有3种中微子(电子、μ子和τ子中微子),也有3种中微子质量(第1、2、3种质量本征态)。但它们之间不是一一对应的关系,而是存在某种“混合”。比如,电子中微子是以某种方式将第1、2、3种质量本征态“混合”在一起。μ子和τ子中微子则是将3种质量本征态以另外2种方式“混合”在了一起。

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4.如果你不理解这种现象的话,可以想象薛定谔的猫。在量子力学中,薛定谔的猫就是处在“生”与“死”这两种原本相互矛盾的状态的“混合状态”中。

5.如果你对粗略的比方不满意,又学过线性代数的话,可以仔细思考以下问题:将一个三维坐标系(m1,m2,m3)依次沿着三维空间的立体角度θ12、θ23、θ13转动,得到一个新的坐标系(ve, vμ, vτ)。新的坐标系可以表示成由旧的坐标系“混合”而成,这种混合跟中微子振荡的“混合”在数学上是等价的。

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