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【深度】什么是中微子震荡?

2015-10-13 14:33来源:果壳网作者:RobertAdler关键词:中微子震荡大亚湾核电站诺贝尔奖收藏点赞

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美国哈佛大学的亚历山大˙索萨(Alexandre Sousa)说:“这大概是关于这个宇宙,我们能提出的最为根本的问题了。中微子能为我们打开一扇窥探这个问题的窗口。”

这扇窗口就是所谓的轻子生成理论(leptogenesis),它依赖于一种被称为CP破缺的现象。所谓CP破缺是说,在你观察一个粒子反应的同时,另一个在镜子中的人观察由这个粒子的反粒子发生的同一种反应,你们看到的反应速率会稍有差别。这种现象在由夸克构成的复合粒子中已经被实验证实,但观察到的速率差别不足以解释为何大爆炸创造的反物质荡然无存。轻子生成理论则假设,在大爆炸后的第一微秒内,年轻而炽热的宇宙包含极重的不稳定惰性中微子,后者很快就发生衰变,其中一些衰变成轻子,剩下的则衰变成这些轻子的反粒子——关键在于,这两种衰变的速率不同,这个差异只需要很小,小到十亿分之一,就可以让物质最终取胜,在消灭所有反物质之后,仍能有足够的轻子留存下来,最终形成质子和中子,继而产生恒星,星系和行星。

人们认为,这些重惰性中微子和它们在标准模型中的同伴,在早期宇宙中相互纠缠难解难分,之后经由一种名为翘翘板机制(see-saw mechanism)的物理过程,普通中微子在极热的宇宙中通过与这些重伙伴的相互作用,获得了自己轻得离奇的质量。如果这幅轻子生成的图像是正确的,我们就应当观察到中微子和反中微子之间同样存在轻微的差异。

到目前为止,实验物理学家还没有发现任何令人信服的中微子CP反常。美国费米实验室的MINOS项目曾在2010年制造过一场小小的波澜,宣称发现μ子中微子及其反中微子在长距离传输过程中,各自的味道混合方式存在微小差异。但到了2012年,积累了更多数据之后,这个差异又不见了。

原标题:什么是中微子震荡?一个段子的解释
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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