新物理。
在标准模型中,中微子是没有质量的。
而中微子振荡的发现说明中微子有质量。
这是目前发现的唯一有坚实实验证据超出标准模型的现象。
中微子共有三种,分别是电子中微子、m中微子、t中微子。
在标准模型中它们的质量为零。
1956年李政道和杨振宁预言弱作用宇称不守恒,即空间的左右不对称,很快被吴健雄用实验证实。
实验也发现在弱作用中宇称不仅不守恒,而且是最大破坏的。
造成这一现象的原因实质是只存在左手螺旋度的中微子(即它的自旋总是与运动方向相反),不存在右手中微子。
这只有中微子质量为零才能成立,因为质量不为零的话,那么中微子的速度必然小于光速,可以选择一个比它还快的参考系,让它的螺旋度发
生翻转。
根据这一现象,李政道和杨振宁提出了中微子的二分量理论,该理论又催生了弱作用的V-A理论,被标准模型所继承,与各种实验数据符合得非常好。
因此,在标准模型中,中微子是没有质量的。
然而,1998年日本超级神冈实验(Super-K)发现大气中微子存在振荡现象,即中微子在飞行中可以变成其他种类的中微子。
与更早的太阳中微子失踪之谜,稍晚的SNO(太阳中微子)、KamLAND(反应堆中微子)、K2K(加速器中微子)等实验的结果一起,形成了中微子振荡的坚实证据。
中微子振荡说明中微子有质量,只不过它非常非常小,以至于即使以这个世界的人类科技水平,依旧没办法将中微子质量精准测量出来。
将中微子质量纳入标准模型中看上去不是大问题,像电子一样给它加一个质量项似乎就可以了。
不过马上就会碰到两个问题。
一个问题是怎么加。中微子自旋为1/2,是费米子。
其他的费米子都是带电荷的,而中微子不带电。
这样,中微子可以像其他费米子一样,是狄拉克粒子,有一个狄拉克质量项,也可以是一种特殊的马约拉纳粒子,即它的反粒子就是它自身,只是螺旋度相反。
另一个问题是中微子质量太小,如果简单加一个狄拉克质量项,那么它的质量与最重的顶夸克相差一万亿倍。
同一个希格斯粒子,既要产生顶夸克那么大的质量,又要产生