原創(chuàng) 哈爾鮑曼9000 科學(xué)剃刀

具體在研究什么？

2015年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)給了日本科學(xué)家梶田隆章（Takaaki Kajita）和加拿大科學(xué)家阿瑟·麥克唐納（Arthur B. McDonald），為啥？

梶田隆章（Takaaki Kajita）是超級(jí)神岡探測(cè)器（Super-Kamiokande detector ）的領(lǐng)導(dǎo)人。加拿大科學(xué)家阿瑟·麥克唐納（Arthur B. McDonald）是薩德伯里中微子觀測(cè)站（Sudbury Neutrino Observatory）的領(lǐng)導(dǎo)人。

這2個(gè)中微子探測(cè)項(xiàng)目分別發(fā)現(xiàn)了大氣中微子振蕩和太陽中微子振蕩，從而表明中微子可以具有質(zhì)量，而標(biāo)準(zhǔn)粒子模型中，中微子是沒有質(zhì)量的，從而表明，標(biāo)準(zhǔn)粒子模型可能是不完備的，所以意義重大。

啥叫中微子振蕩？

通俗的講，中微子在飛行的過程中，如同一個(gè)有著3種變化的孫悟空，一會(huì)兒變成豬一會(huì)兒變成狗、一會(huì)兒變成羊。

中微子有3種味，電子中微子、μ（謬）中微子和τ （濤）中微子，這命名主要是因?yàn)榭梢杂伤プ兎磻?yīng)中與電子、μ（謬）子、τ （濤）子這3種帶電輕子伴隨著出現(xiàn)。

目前的理論認(rèn)為它們是由三種質(zhì)量本征態(tài)（v1,v2,v3)混合的，中微子在飛行的過程中，由于這3種質(zhì)量本征態(tài)之間的微小差異，其物質(zhì)波相互疊加，產(chǎn)生干涉效應(yīng)，中微子就會(huì)在這3種味之間不斷的變化。

數(shù)學(xué)上，可以將這種變化或者振蕩用一種被稱為PMNS的矩陣，與中微子的3種質(zhì)量本征態(tài)進(jìn)行混合。

目前國內(nèi)外的進(jìn)展如何？

現(xiàn)在有沒有中微子、中微子有什么變化的定性問題都搞清楚了，現(xiàn)在的科學(xué)家們主要是對(duì)這個(gè)PMNS矩陣中的6個(gè)參數(shù)（3個(gè)混合角、2個(gè)質(zhì)量平方差、1個(gè)電荷宇稱破壞相角）進(jìn)行精確的測(cè)量，測(cè)出來之后，也就相當(dāng)于定量的掌握了中微子的變化之術(shù)。

目前已經(jīng)將4個(gè)半?yún)?shù)測(cè)出來了，包括3個(gè)混合角和1個(gè)半質(zhì)量平方差，為什么是半個(gè)呢，因?yàn)橹恢来笮?，不知道正?fù)，其中第三個(gè)混合角是大亞灣中微子探測(cè)實(shí)驗(yàn)公布的，測(cè)量精度世界第一，并在未來的幾十年內(nèi), 保持對(duì)這一基本參數(shù)最精確的測(cè)量記錄！

下一步要干啥？

把剩下的1個(gè)半?yún)?shù)給測(cè)出來，重點(diǎn)就是要把三種質(zhì)量本征態(tài)給排序排出來，看看誰大誰小。

目前國際上進(jìn)行質(zhì)量順序測(cè)量的中微子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有8個(gè)（與上圖有小差異），分別是中國的江門中微子實(shí)驗(yàn)（簡(jiǎn)稱 JUNO）、美國的 LBNE、美國在南極洲的PINGU、日本的超超級(jí)神岡(Hyper-K)、歐洲的LBNO、韓國的 RENO-50、印度的 INO、以及即將建成的美國 NOvA。這其中以中國的江門中微子實(shí)驗(yàn)（簡(jiǎn)稱 JUNO），美國的LBNE, PINGU和日本的Hyper-K 的競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)。JUNO明顯處于第一序列綜合建設(shè)速度，收集分析數(shù)據(jù)所需的時(shí)間來看，處在第一序列的江門中微子實(shí)驗(yàn)（JUNO）極有可能最先公布質(zhì)量測(cè)序結(jié)果。另外，江門中微子實(shí)驗(yàn)可以將已經(jīng)公布的數(shù)據(jù)（1個(gè)混合角和2個(gè)質(zhì)量平方差）精度進(jìn)一步提升到1%。

具體的分析可翻看我的另一篇關(guān)于江門中微子實(shí)驗(yàn)的回答。

好了，講明白沒，有啥想說的就留個(gè)言吧！

喜歡此內(nèi)容的人還喜歡

原標(biāo)題：《2015年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)「中微子振蕩」具體是在研究什么？目前在國內(nèi)外的進(jìn)展如何？》

閱讀原文