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什么是中微子?为什么天文学家对探测来自太阳的中微子如此感兴趣?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2022-03-03 08:52:15

最简单的理解中微子的方法是,它就像一个电子,只是没有电荷。如果去掉电荷,电子还剩下什么?显然它不会和电磁场相互作用。它的质量可能会小很多。但它仍然有角动量(自旋)它仍然通过弱力相互作用。

中微子最初被假定是为了在核相互作用中平衡账目;它们被假设存在,携带着一些能量,一些动量,和一些角动量,所以这些量在某些形式的核衰变中守恒。它们的存在在20世纪50年代得到了实验证实。

和电子一样,中微子也有较重的对等物:除了电子中微子,还有介子中微子和tau中微子,它们对应于电子较重的兄弟,介子粒子和tau粒子。我们早就知道,太阳核心的核聚变反应会产生中微子。因此,太阳中微子的探测作为对我们认识的确认是很重要的。

我们确实探测到了太阳中微子,正如预测的那样,只是数量太少了。现在,早期的探测尝试只看到了电子中微子。这激发了一种可能的解释:即中微子不仅有质量,而且它们的“味道”(电子、介子、tau)和它们的质量能量不能同时固定。如果通过测量,我们确定了质能,中微子的味道就变得不确定了。因此,太阳中以电子中微子开始的东西,最终可能会以μ中微子的形式进入探测器。

这正是我们所观察到的:“失踪的”太阳中微子根本就没有失踪,它们最终以μ中微子的形式被探测到。对它们的测量相当于对中微子“质量混合矩阵”元素的隐式测量,这是对粒子物理标准模型的重要贡献,或者更确切地说,是标准模型的扩展形式,它包含了某种形状或形式的大质量中微子。
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