中微子在标准模型中的质量被认为是一个未解的问题,原因在于最初标准模型预测中微子的质量为零。然而,实验证据表明中微子确实具有非零质量,这包括:
中微子振荡现象:自1998年以来,大气、太阳、加速器和反应堆中微子振荡实验提供了大量确凿的证据显示中微子具有非简并的静止质量和轻子存在显著的味混合效应。这一现象表明中微子可以在三种不同的“味”(电子型、μ子型和τ子型)之间转换,而这种转换只有在中微子具有质量的情况下才可能发生。
诺贝尔物理学奖:2015年诺贝尔物理学奖授予了日本物理学家梶田隆章和加拿大物理学家阿瑟·麦克唐纳,以奖励他们发现中微子振荡现象,从而证明中微子具有非零的静止质量。
超出标准模型的新物理:中微子振荡的确立表明中微子具有非零的质量,这构成了唯一有确凿实验证据的超出标准模型的新物理。为解释中微子质量产生机制而引入的跷跷板机制大部分都包含标准模型单态的惰性中微子自由度。
实验数据:近年来的实验数据也显示中微子具有非零的固有质量,这与宇称不守恒的实验事实相矛盾,而假如中微子具有非零的固有质量,才能与宇称不守恒相容。
这些证据表明中微子确实具有质量,并且中微子质量的起源和性质是粒子物理学和宇宙学中的重要未解之谜。为了解释中微子的质量,物理学家可能需要发展超出标准模型的新理论。图片展示了中微子振荡和中微子探测器的概念图,以及一些相关的科学文章和资料。来源